Как е циркулирала сярата в древните океани на Земята

Ваня Милева Последна промяна на 21 ноември 2023 в 00:00 2465 0

Бедните на сулфати води на Горното езеро могат да дадат представа за биохимията на ранния океан на Земята.

Кредит Justin Meissen (CC BY-SA 2.0 DEED)

Бедните на сулфати води на Горното езеро могат да дадат представа за биохимията на ранния океан на Земята.

В търсене на това как животът и нашата планета са еволюирали с течение на времето изследователите се фокусират върху един специален елемент: сярата.

Сярата е от решаващо значение за живота, но начинът, по който е пренасяна в околната среда, особено в древните океани, все още е загадка.

Наскоро проведено проучване на геохимикът Александра Филипс (Alexandra Phillips) и нейния екип, публикувано в Limnology and Oceanography, хвърля светлина върху нов цикъл на сярата, открит в Горното езеро - най-голямото от петте Големи езера в Северна Америка.

Горното езеро е уникално, защото е бедно на хранителни вещества, което го прави подобно на океаните, съществували преди 3 милиарда години.

Това сходство дава на учените рядката възможност да изследват как е протичал цикълът на сярата в онези древни времена.

Оказва се, че в Горното езеро има много по-малко сулфат (често срещана форма на сяра в околната среда) в сравнение със съвременните океани, което наподобява древните океани преди фотосинтезиращите цианобактерии да увеличат нивата на кислород на Земята.

В дълбините на океаните и езерата, където има малко кислород, някои микроби превръщат сулфата в сероводород (H2S). Този процес е древен, като има доказателства, че се извършва от над 3 милиарда години.

Въпреки това, преди цианобактериите да увеличат кислорода в атмосферата, което е станало преди около 2,7-2,4 милиарда години, е било непонятно откъде микробите получават сулфат.

Изследванията на Филипс се фокусират върху органичната сяра - сяра, свързана с въглеродни съединения, като сулфолипиди и серни аминокиселини. В съвременните океани органичната сяра е много по-малко разпространена от сулфата, но в среди с ниско съдържание на сулфат, като Горното езеро или древните океани, органичната сяра става много по-значима.

Екипът провежда теренна работа в Горното езеро, като взема проби от вода и седименти от различни места, включително богати на кислород и бедни на кислород области. Те използват усъвършенствани генетични техники, за да идентифицират микробите, които намаляват сулфатите.

Изненадващо, тези микроби предпочитат сулфолипидите пред серните аминокиселини.

Това откритие е важно, защото показва, че органичната сяра е била не само основен участник в древните серни цикли, но и значителен енергиен източник за микробния живот.

Какво се случва с водородния сулфид, произвеждан от тези микроби? В съвременните океани той може да образува минерали като пирит или да реагира с органични молекули.

В Горното езеро обаче екипът открива много сероводород, който реагира с органични вещества. Това означава, че органичната сяра е едновременно гориво за серния цикъл и крайна дестинация за сероводорода.

Това откритие на нов серен цикъл в Горното езеро е важно откритие. То означава, че учените, изучаващи водните системи, трябва да разглеждат органичната сяра като централен елемент както в бедни на хранителни вещества, така и в богати на такива среди. Това изследване може да промени начина, по който се разглежда цикълът на сярата в морските и сладководните седименти.

Чрез изучаване на ролята на сярата в химията на ранната Земя учените се надяват да получат представа за това как ранните форми на живот са използвали сярата в своя метаболизъм.

Тези изследвания са повече от просто изследване на сярата, те са свързани с разбирането на градивните елементи на живота на нашата планета и сложните процеси, които са оформили химичната и биологичната история на Земята.

Справка: Organic sulfur from source to sink in low-sulfate Lake Superior
Alexandra A. Phillips, Imanol Ulloa, Emily Hyde, Julia Agnich, Lewis Sharpnack, Katherine G. O'Malley, Samuel M. Webb, Kathryn M. Schreiner, Cody S. Sheik, Sergei Katsev, Morgan Reed Raven
Limnology and Oceanography; First published: 09 November 2023 https://doi.org/10.1002/lno.12454 

Източник: New study reveals how sulfur might have cycled in Earth’s ancient oceans, Knowridge

Най-важното
Всички новини
За писането на коментар е необходима регистрация.
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!

Няма коментари към тази новина !