Геобиологи объяснили возникновение аттмосферного кислорода

 


Предполагаемый "виновник" этого - цианобактерии, способные обращать воду, углекислый газ и солнечный свет в кислород и сахар. Они живы и по сей день в виде сине-зеленых водорослей и хлоропластов всех зеленых растений.
Для ученых долго оставалось загадкой, как цианобактерии производили кислород, не причиняя вреда себе самим: возникающий при этом гидроксильный радикал разрушает ДНК, а ферментная защита не могла существовать ввиду отсутствия необходимости в ферментах (естественный отбор в этом случае не работал).
Две группы исследователей из Калифорнийского технологического института в Пасадене, США, предлагают объяснение, которое позволяет избавиться от этого противоречия. Они заметили, что ультрафиолет, падая на поверхность льда, способен привести к накоплению замороженных оксидантов и возможному выбросу молекулярного кислорода в атмосферу и океан. Эта струйка "ядовитого" кислорода могла подстегнуть процесс возникновения защитных ферментов у ряда микробов, в том числе у цианобактерий.

В отсутствие атмосферного кислорода не было озонового слоя, что предохраняло бы поверхность Земли от ультрафиолета, который, "наталкиваясь" на водяные пары возле поверхности льда, частично преобразовывал их в перекись водорода и водород. Перекись не должна была существовать долго (из-за обратимых реакций), но некоторое ее количество оказывалось "запертым" в ледниках.

До появления атмосферного кислорода и защищающего от ультрафиолета "экрана" этот лед оказывался в океане, где таял, перекись уходила в морскую воду. Здесь под воздействием других химических реакций превращалась в воду и кислород. Концентрация последнего была мала, и хотя ультрафиолет не проникал глубоко в воду, цианобактерии чувствовали себя вполне комфортно. После появления противокислородных ферментов фотосинтезирующие бактерии смогли использовать кислород для дыхания.

Правильность этой теории подтверждают расчеты Дэни Лянга (Danie Liang) из тайваньского Исследовательского центра изменений окружающей среды. Согласно полученным им данным, серьезное оледенение Земли произошло около 2,3 миллиарда лет назад, именно тогда у цианобактерий развилась способность производить кислород.

Пока планета напоминала ледяной шарик, было накоплено достаточно перекиси, чтобы произвести атмосферного кислорода не меньше, чем производится сейчас. Косвенным подтверждением гипотезы является огромное месторождение марганца в Калахари (Южная Африка) - около 80% мировых запасов. Оно располагается в слое, соответствующем окончанию того ледникового периода, доказывая присутствие достаточного количества кислорода.



Источник: Известия науки