Ученые-экзобиологи из NASA нашли новые свидетельства в пользу теории, согласно которой земные океаны еще относительно недавно (по геологическим меркам) были столь насыщены сульфидами (соединениями серы с более электроположительными элементами, в основном, с металлами - железом, цинком, никелем, медью), что про существование там какой-либо высокоразвитой жизни вроде рыб и млекопитающих, не говоря уж о процветании этой самой жизни, говорить не приходится.
Данные исследования (результаты которого 6 октября 2005 года были опубликованы в журнале Nature) частично финансировались по программам поиска следов внеземной жизни, поскольку специалистам очень любопытно сравнить условия, царившие на нашей планете во время зарождения на ней жизни, с условиями, обнаруженными ныне на других планетах и их спутниках, где предполагается возможность существования простейших микроорганизмов.Сульфиды - это одна из распространеннейших форм серосодержащих минералов в природе. При этом сульфидные минералы столь многочисленны, что уступают по разнообразию лишь силикатам. Согласно одной из недавних гипотез, жизнь на Земле впервые могла зародиться внутри крошечных ячеек из сульфида железа, которые устилали дно древнейших океанов. Именно сульфид железа (несмотря на свою "ядовитость" для высших форм) мог послужить тем катализатором, что позволил "самособраться" прототипам будущих клеток. Группа ученых из Массачусетского технологического института (Massachusetts Institute of Technology - MIT) и Гарвардского университета (Harvard University), работающих в сотрудничестве с коллегами из Австралии и Великобритании, проанализировала окаменелости, оставшиеся от фотосинтетических (фотосинтезирующих) пигментов, сохраненных в минералах возрастом 1,6 миллиарда лет в бассейне реки Макартур в Северной Австралии (в этом районе расположены известные на весь мир рудники).
В центре внимания биологов оказались разновидности микробов, способных к фотосинтезу, точнее говоря, пурпурные и зеленые серные фотосинтезирующие эубактерии, названные так из-за соответствующей пигментной окраски (характерно, что кислород в процессе подобного фотосинтеза не выделяется, вместо О2 эти организмы образуют серу, это так называемый бескислородный фотосинтез бактериохлорофиллов - специфических хлорофиллов (фотосинтетических пигментов) эубактерий). Такие одноклеточные микроорганизмы могут жить и размножаться только в особых средах, где у них имеется доступ одновременно как к сульфидам, так и к солнечному свету (впрочем, к длине волны этого света они весьма неприхотливы). При этом окаменевших останков морских водорослей и производящих кислород цианобактерий (иначе говоря, сине-зеленых водорослей) в соответствующих образцах обнаружено очень мало. Дефицит этих микроорганизмов объясняется тем, что вода была отравлена большими количествами сульфида.
"Эта работа дает знать, что земные океаны, возможно, до относительно недавнего времени были крайне враждебны к животным и растениям, - заявил доктор Карл Пилчер (Carl Pilcher), ведущий ученый-астробиолог из NASA. - Если это действительно так, то данное обстоятельство имело бы глубочайшее значение для развития современной жизни".
"Открытие окаменевших пигментов пурпурных серных бактерий - вещь совершенно новая и неожиданная. Поскольку всем им требуется довольно интенсивный поток солнечного излучения, то это означает, что бактерии вместе с богатым источником сульфида располагались близко к водной поверхности, возможно, на глубине 20-40 метров", - считает Роджер Саммонс (Roger Summons), профессор геобиологии из Массачусетского технологического института.
Отложения Макартура формировались под толщей воды в течение многих миллионов лет (когда-то эта местность была частью океана). Ученые уверены, что в данном случае речь не идет о какой-либо экзотичной аномалии, и из всего этого следует, что в океан в те времена обильно и непрерывно поступал сероводород (возможно, вулканического происхождения), который, как известно, крайне ядовит для любых кислорододышащих организмов (вспомним мертвые глубины Черного моря, где сероводород помогает хранить от разложения останки древних кораблей и амфор).
Таким образом, лишь одну восьмую часть из всей 4,5-миллиарднолетней земной истории можно считать более или менее благоприятной для существования наших далеких предков - потребляющих кислород морских животных (при том, что первые следы кислорода в атмосфере Земли зарегистрированы 2,2-2,3 миллиарда лет назад). То есть многоклеточные организмы современного типа - животные и растения - в океанах могли появиться лишь порядка 600 миллионов лет назад. Возможно, именно в ядовитости океана и таится объяснение тому странному обстоятельству, что большую часть времени нашу планету населяли одни лишь бактерии... И как раз примерно в то же время - 542 миллиона лет назад - произошло уникальное событие - "кембрийский взрыв": внезапно, быстро и почти одновременно возникло множество новых биологических форм, в конечном счете приведших к появлению всех основных типов современных организмов вплоть до человека. Никакие переходные промежуточные формы не соединяли их с бактериями и простейшими водорослями, населявшими прежде ядовитые земные океаны... Кембрийская эпоха стала уникальной поворотной точкой в истории эволюции.
Во всем этом можно найти и еще один повод для оптимизма: ведь жизнь на Земле, выходит, смогла развиться до своих самых высших форм за сравнительно короткий промежуток времени, она вовсе не медлила, стартовав сразу же, как только появилась первая реальная возможность. И значит, с большей вероятностью жизнь может возникнуть и развиться в любых мирах, где на такое же время возникают благоприятные условия.
