Рецепт эволюции. Ученые нашли важный ингредиент развития жизни на Земле

После увеличения количества кислорода в атмосфере Земли примерно 2,5 млрд лет назад многоклеточная жизнь начала бурно развиваться. Но ученые из Оксфордского университета утверждают, что это не только заслуга кислорода. Для эволюционного бума имел важное значение еще один элемент – железо, сообщает ScienceAlert.

Джон Уэйд и его коллеги из Оксфордского университета провели исследование и полагают, что железо было одним из стимулов эволюции многоклеточной жизни на Земле.

Важный элемент железо

Железо – это необходимый элемент практически для всего живого на планете. На начальном этапе истории Земли в мантии, коре, а также в древних океанах было достаточно геологического железа. Но после Кислородной катастрофы, которая произошла около 2,45 млрд лет назад, условия на планете изменились. Растворимого в океанах железа стало не хватать, и конкуренция за железо между клетками усилилась.

Ранним формам жизни пришлось приспосабливаться к новым условиям. Им нужно было узнать, как можно перерабатывать железо из мертвых клеток, красть железо у живых клеток или красть его же, живя внутри других клеток. По словам ученых, именно эта борьба за железо была первым скачком эволюции многоклеточных.

Более старые формы жизни такие как бактерии и археи были более зависимыми от железа, чем современные многоклеточные организмы, которые за миллионы лет эволюции научились использовать этот элемент более эффективно, поскольку его наличие постоянно менялось на планете.

Двигатель эволюции

В новом исследовании ученые полагают, что в океанах Земли стало меньше растворимого железа из-за увеличения количества кислорода в атмосфере. Клеткам пришлось развить органические молекулы – сидерофоры, для того чтобы получить необходимое железо. Сейчас почти все бактерии, растения и грибы имеют их, но в далеком прошлом это был новый способ выживания.

Из-за того, что ранним формам жизни пришлось собираться вместе возле небольшого количества источников геологического железа, это стало причиной усложнения межклеточных взаимодействий, говорят ученые.

"Железо продолжало играть важную роль в эволюционных процессах и его невозможно было заменить другим элементом. Поэтому ранние организмы должны были выработать новые формы взаимодействия, чтобы выжить после Кислородной катастрофы и это стало причиной важных эволюционных изменений", — говорят авторы исследования.

Будущие исследования

Ученые утверждают, что именно обилие железа было одним из факторов развития жизни на Земле, но, когда его стало не хватать, ранние формы жизни стали усложнятся. Также ученые говорят, что увеличение количества CO2 в атмосфере может увеличить дефицит железа, и нужно больше узнать о том, как живые организмы справляются с увеличением и уменьшением этого важнейшего элемента. Согласно исследованию, наличие железа на других планетах может быть индикатором присутствия простейших форм жизни. Например, на Марсе оксид железа можно найти в мантии.