Logo bio-infomedia.ro

Ce respirau organismele de pe Pământ înainte de oxigen

  • 4 octombrie 2020
  • Ecologie
Laguna La Brava, Chile
Prezentarea zonei studiate: a. Harta regiunii nordice a statului Chile; b. Detaliu al zonei studiate, unde se observă Laguna La Brava din partea de sud a Deșertului Atacama; c. Canalul cu straturile de microbi (colorați cu purpuriu) - lățimea canalului din planul apropiat este de cca. 3 m; d. Mostră cu straturile de microbi studiate; e. Imagina la microscopul de contrast de fază a microorganismului Ectothiorhodospira prezent în straturile de microbi. | Foto: NATURE.COM

Cu miliarde de ani în urmă, cu mult înainte ca oxigenul să existe pe planeta noastră, arsenul ar fi putut fi compusul ce era respirat de către viața de pe Pământ.

În Deșertul Atacama din Chile, într-un loc denumit Laguna La Brava, oamenii de știință au studiat straturile purpurii de microbi fotosintetizanți care trăiesc în lacul hipersalin unde nu există niciodată oxigen.

Lucrez cu microbii de peste 35 de ani, a declarat Pieter Visscher, geolog la Universitatea din Connecticut, Statele Unite ale Americii. Acesta este singurul loc de pe Pământ unde am putut găsi microbi care supraviețuiesc în lipsa oxigenului.

Straturile de microbi, care se fosilizează sub formă de stromatolite, se regăsesc pe Pământ de cel puțin 3,5 miliarde de ani, cu toate că în timpul primului miliard de ani al existenței lor nu exista oxigen pe planetă. Modul în care aceste organisme supraviețuiau în acele condiții extreme nu este bine cunoscut, dar, studiind stromatolitele și microorganismele extremofile de astăzi, cercetătorii au putut emite câteva ipoteze în acest sens.

Cum fierul, sulful și hidrogenul au fost propuse drept înlocuitori ai oxigenului, arseniul a apărut pe această listă doar după descoperirea organismelor arsenofile din lacurile hipersaline Searles și Mono din California. De atunci, stromatolitele din formațiunea Tumbiana din vestul Australiei au arătat că lumina și arsenul au fost cândva o modalitate validă de fotosinteză în Precambrian. Acest lucru nu a putut fi stabilit și pentru fier sau sulf.

Chiar în anul 2019, cercetătorii au descoperit o formă de viață care respiră arsen în Oceanul Pacific.

Formele de viață din La Brava seamănă cu bacteriile purpurii sulfuroase din genul Ectothiorhodospira, care au fost descoperite recent într-un lac bogat în arsen din Nevada, Statele Unite ale Americii. Aceste bacterii par a realiza fotosinteza prin oxidarea arsenitului (un compus chimic care conține un oxoanion de arsen în care arsenul are starea de oxidare +3) la arsenat (un compus chimic în care arsenul are valența 5).

Deși sunt necesare mai multe studii pentru a verifica dacă microbii din Laguna La Brava metabolizează arsenitul, cercetările inițiale au arătat că apa din lagună este bogată în hidrogen sulfurat și arsen. Dacă se dovedește că autorii au dreptate și că microbii din La Brava respiră cu adevărat arsen, aceste forme de viață ar fi primele care ar realiza acest lucru într-un mediu complet lipsit de oxigen, similar cu cel existent în Precambrian.

Cercetările genetice sugerează că microorganismele din La Brava dețin mecanismele pentru a metaboliza arsenul și sulful, dar se pare că reducerea arsenatului este mai eficientă decât reducerea sulfatului. Cu toate acestea, s-au descoperit dovezi solide că există ambele căi de degradare, iar aceste căi ar fi fost suficiente pentru supraviețuirea microbilor în primele zile ale vieții de pe Terra.

Source Articol publicat pe: www.sciencealert.com
Text: Carly Cassella
Foto: www.nature.com