زندگی از آنکسی سرچشمه گرفت، اما بسیاری از موجودات زنده برای بقا به اکسیژن وابسته شدند و به طور مستقل سیستم های تنفسی متنوعی را برای به دست آوردن اکسیژن از محیط تکامل دادند. مطالعه جدید توسط دانشگاه نیوکاسل منبعی از اکسیژن را کشف کرده است که ممکن است بر تکامل حیات قبل از ظهور فتوسنتز تأثیر گذاشته باشد.
دانشمندان مکانیزمی را کشف کردند که به سنگ ها اجازه می دهد در حین حرکت در امتداد گسل های زمین شناسی، پراکسید هیدروژن تولید کنند.
پراکسید هیدروژن می تواند در دوزهای زیاد برای زندگی سمی باشد، اما می تواند منبع مفیدی برای اکسیژن برای باکتری ها نیز باشد. قبل از توسعه فتوسنتز، این عرضه اضافی اکسیژن ممکن است بر تکامل اولیه، و احتمالاً حتی منشأ حیات در محیط‌های گرم در زمین اولیه تأثیر گذاشته باشد.
در مناطق فعال تکتونیکی، حرکت از پوسته زمین باعث ایجاد نه تنها زمین لرزه، بلکه شکستگی و شکاف در سطح زیرین می شود که با سطوح سنگی بسیار واکنش پذیر که دارای عیوب بسیاری هستند، هم مرز می شود. عیوب روی سنگ تازه شکسته می‌تواند فیلتر شده و با آب واکنش نشان دهد.
دانشمندان این شرایط را با خرد کردن گرانیت، بازالت و پریدوتیت شبیه‌سازی کردند. آنها سپس تحت شرایط کنترل شده و بدون اکسیژن در دماهای مختلف به آب اضافه شدند.
بررسی ها نشان داد که سطوح قابل توجهی از اب اکسیژنهو از این رو، احتمالاً اکسیژن، فقط در دمای نزدیک به نقطه جوش آب تولید می شود. نکته مهم این است که دمایی که در آن پراکسید هیدروژن تشکیل می‌شود، با دامنه‌های رشد برخی از گرما دوست‌ترین باکتری‌های زمین، معروف به هیپرترموفیل‌ها، از جمله میکروب‌های تکاملی باستانی که اکسیژن مصرف می‌کنند، نزدیک به قاعده زمین همپوشانی دارد. درخت جهانی زندگی.
نویسنده اصلی جردن استون، که این تحقیق را به عنوان بخشی از MRes خود در علوم زمین زیست محیطی انجام داد، گفت: در حالی که تحقیقات قبلی نشان می‌دهد که مقادیر کمی پراکسید هیدروژن و سایر اکسیدان‌ها می‌توانند با فشار یا خرد کردن سنگ‌ها در غیاب اکسیژن تشکیل شوند، این اولین مطالعه‌ای است که اهمیت حیاتی دمای گرم را در به حداکثر رساندن تولید پراکسید هیدروژن نشان می‌دهد.
محقق اصلی دکتر جان تلینگ، مدرس ارشد، اضافه: «این تحقیق نشان می‌دهد که نقص در سنگ‌های خرد شده و مواد معدنی می‌تواند رفتار بسیار متفاوتی با نحوه واکنش سطوح معدنی «کامل‌تر» داشته باشد. همه این واکنش های مکانیکی نیاز به تولید پراکسید هیدروژن دارند. بنابراین اکسیژن آب، سنگ های خرد شده و دماهای بالا است که همگی روی آن وجود داشتند زمین اولیه قبل از تکامل فتوسنتز و می تواند شیمی و میکروبیولوژی را در مناطق گرم و لرزه ای فعال که زندگی ممکن است برای اولین بار در آنجا تکامل یافته باشد، تحت تاثیر قرار دهد.
این کار از طریق کمک های مالی شورای تحقیقات طبیعی محیط زیست (NERC) و آژانس فضایی بریتانیا حمایت شد. یک پروژه پیگیری جدید جدید به رهبری دکتر جان تیلینگ، با بودجه NERC، در حال انجام است تا اهمیت این مکانیسم برای حمایت از حیات در زیر سطح زمین مشخص شود.
مرجع مجله:
- جردن استون، جان او. ادگار، جیمی آ. گولد و جان تلینگ «تولید اکسیدان بر مبنای تکتونیک در بیوسفر داغ». طبیعت ارتباطاتبه DOI: 10.1038 / s41467-022-32129-y
