В то время как исследователи объявляют первую половину жизни нашей планеты на 4,5 миллиарда лет как важное время для развития и эволюции ранних бактерий, доказательства этих форм жизни остаются редкими включая то, как они выжили в то время, когда кислородные уровни в атмосфере были менее, чем тысячными из одного процента того, что они сегодня.Недавнее исследование геологии из Университета Цинциннати представляет новые доказательства бактерий, найденных фоссилизируемыми в двух отдельных местах в Северной Капской провинции Южной Африки.
«Это самые старые бактерии серы окаменелости, о которых сообщают, до настоящего времени», говорит Эндрю Кзэджа, доцент UC геологии. «И это открытие помогает нам показать разнообразие жизни и экосистем, которые существовали только до Большого События Окисления, время основной атмосферной эволюции».Окисляющие серу бактерии на 2,52 миллиарда лет описаны Czaja как исключительно большие, микроскопические структуры с гладкими стенами, сферической формы, намного больше, чем большинство современных бактерий, но подобные некоторым современным одноклеточным организмам, которые живут в глубоководных богатых серой океанских параметрах настройки сегодня, где даже сейчас нет почти никаких следов кислорода.
В его исследовании, изданном в декабрьском выпуске журнала Geology Геологического Общества Америки, Czaja и его коллеги Николас Беукес из Университета Йоханнесбурга и Джеффри Остерхута, студента недавно дипломированного владельца из отдела UC геологии, показывают образцы бактерий, которые были широко распространены в глубоководных областях океана в геологическое время, известное как неоархейская Вечность (2.8 к 2,5 миллиарда лет назад).«Эти окаменелости представляют самые старые известные организмы, которые жили в очень темной, глубоководной окружающей среде», говорит Цзая. «Эти бактерии существовали за два миллиарда лет до растений и деревьев, которые развились приблизительно 450 миллионов лет назад.
Мы обнаружили эти микроостатки, сохраненные в слое твердой богатой кварцем скалы, названной чертом, расположенным в кратоне Kaapvaal Южной Африки».С атмосферой кислорода на намного меньше чем один процент ученые предположили, что были вещи, живущие в глубоководном в грязи, которой не были нужны солнечный свет или кислород, но Цзая говорит, что у экспертов не было прямого доказательства для них до сих пор.Цзая утверждает, что, находя скалы это старый редко, таким образом, понимание исследователей неоархейской Вечности основано на образцах только из горстки географических областей, таких как эта область Южной Африки и другой в Западной Австралии.Согласно Czaja, ученые в течение лет теоретизировали, что Южная Африка и Западная Австралия были однажды часть древнего суперконтинента под названием Vaalbara, прежде чем перемена и переворачивание вверх ногами тектонических плит разделят их во время существенного изменения в поверхности Земли.
На основе радиометрического датирования и геохимического анализа изотопа, Czaja характеризует его окаменелости как сформировавшийся на этом раннем суперконтиненте Ваалбара в древнем глубоком морском дне, содержащем сульфат от континентальной скалы. Согласно этому датированию, бактерии окаменелости Цзой также процветали незадолго до эры, когда другие мелководные бактерии начали создавать все больше кислорода как побочный продукт фотосинтеза.«Мы называем этот период Большим Событием Окисления, которое произошло 2.4 к 2,2 миллиарда лет назад», говорит Цзая.Рано переработка
Окаменелости Цзой показывают неоархейские бактерии в многочисленных числах, живя глубоко в осадке. Он утверждает, что эти ранние бактерии были заняты, глотая вулканический сероводород – молекула, которая, как известно, испустила запах тухлого яйца – тогда испускание сульфата, газ, у которого нет запаха. Он говорит, что это – тот же самый процесс, который продолжается сегодня, когда современные бактерии перерабатывают распадающееся органическое вещество в полезные ископаемые и газы.«Ненужным продуктом от одного [бактерии] была еда для другого», добавляет Цзая.
«В то время как я не могу утверждать, что эти ранние бактерии – те же самые, которые мы имеем сегодня, мы предполагаем, что они, возможно, делали то же самое как некоторые наши текущие бактерии», говорит Цзая. «Эти ранние бактерии, вероятно, потребляли молекулы, расторгнутые от богатых серой полезных ископаемых, которые прибыли из скал земли, которые разрушили и смылись к морю, или от вулканического остается на полу океана.Есть продолжающиеся дебаты о том, когда окисляющие серу бактерии возникли и как это вписывается в эволюцию земли жизни, добавляет Цзая. «Но эти окаменелости говорят нам, что окисляющие серу бактерии были там 2,52 миллиарда лет назад, и они делали что-то замечательное».