Кисень в атмосфері дозволив пом'якшити парниковий ефект. Він перетворив метан на діоксид вуглецю, менш потужний парниковий газ. Це викликало настання декількох льодовикових періодів. Кисень - це дуже активний елемент. Тому він викликав збільшення різноманітності видів і біологічної активності на планеті. Цей газ - потужне джерело енергії для живих організмів.
Але що викликало настільки глибокі зміни? Це зробили ціанобактерії, що мешкають в океанах нашої планети.
У якийсь момент вони раптом розвинули здатність здійснювати фотосинтез! Ця корисна навичка дозволила їм отримувати енергію безпосередньо з сонячного світла. А кисень став побічним продуктом цього процесу. І це була революція! Це було те, що змінило світ! Ура, товариші!
Однак досі не вирішеним залишилося питання: коли саме вперше стався фотосинтез?
Вважається, що ціанобактерії розвинули цю здатність десь між 3,4 і 2,9 мільярда років тому. Тобто як мінімум за 500 мільйонів років до події Великого окислення.
Немає чіткого консенсусу
І хоча з цього приводу висувалися різні гіпотези, жодна з них не була визнана повністю задовільною. Одна група дослідників, яка недавно опублікувала роботу з цього питання, протягом багатьох років намагалася вирахувати, який період пройшов між початком фотосинтезу і перетворенням атмосфери Землі.
Є кілька способів виміряти далеке минуле. Геохіміки можуть вимірювати вік кисню в старих породах. І вік цей іноді сягає 3,5 мільярда років. Кисень у таких породах має, в тому числі, ймовірно, і біологічне походження. Але не завжди. Оскільки це не єдиний механізм його освіти.
Однак подібна методика все ж дозволяє встановити розумну оцінку того, коли саме міг початися фотосинтез. Потрібно просто проаналізувати літописи скам'янілостей, і застосувати значення приблизної швидкості генетичних змін з плином часу. Однак такий спосіб сильно залежить від якості самих скам'янілостей. З цієї причини група дослідників використовувала нову техніку для аналізу генів ціанобактерій. Вони вивчали горизонтальне перенесення генів. Це те, що відбувається, коли один ген переходить від одного виду до іншого.
Це дещо інший механізм, ніж вертикальне перенесення генів, при якому гени передаються від батька до сина. За допомогою цього методу можна датувати певні види. За логікою види, які отримали ген, повинні бути молодшими за тих, хто його породив. Вивчивши тисячі видів сучасних бактерій, дослідники виявили щонайменше 34 приклади горизонтального перенесення генів в історії ціанобактерій. Результати показали, що всі ціанобактерії, що живуть сьогодні, мають якогось спільного предка...
Повертаючись назад
І з'ясувалося, що загальний предок ціанобактерій жив приблизно 2,9 мільярда років тому. У свою чергу, предки ціанобактерій сталися від інших бактерій близько 3,4 мільярда років тому. Отже, фотосинтез мав виникнути десь між цими двома точками.
У своїй роботі дослідники пояснюють невдалій публіці, що незадовго до події Великого окислення ціанобактерії з якоїсь причини сильно змінилися. І це сталося практично одночасно по всій планеті. Ви не знаходите це дивним? Сталося щось, що призвело до колосального збільшення вмісту молекулярного кисню в атмосфері. Відразу. І скрізь.
Ну да ладно. Мова зараз не про це. Просто раніше вважалося, що в нашій найдавнішій історії є моменти, які буде неможливо зрозуміти. Однак, в кінцевому підсумку, використовуючи відомості про горизонтальне перенесення генів, вчені можуть повернутися вгору по древу життя. І вивчити мікроби, яких немає в поточному літописі скам'янілостей. Те, що досі вважалося неможливим, стало явью.
Як би там не було, ціанобактерії все ще з нами. І саме вони виробляють більшу частину кисню в океанах і озерах. Фотосинтез відкрив нову еру життя на Землі. Це сталося мільярди років тому.
Без цих істот наш будинок сьогодні був би зовсім іншим...
