Возникновение жизни.

[Yupiter]

Обилие сероводорода в Мировом океане может объяснить, почему переход от одноклеточных к многоклеточным организмам сильно затянулся. Об этом говорят Саймон Поултон (Simon Poulton) из университета Ньюкасла (University of Newcastle) и его коллеги из Канады и Дании.

Большинство учёных сходятся в том, что жизнь возникла в воде, хотя тут имеется немало вариаций (последняя версия — гидротермальные источники на дне). Причём земной океан стал благоприятным для жизни более 3,5 миллиарда лет назад, примерно тогда же появились первые одноклеточные.

Дальнейшая эволюция была невозможна без так называемого глобального окисления. Последние работы относят это событие ко времени 2,5 миллиарда лет назад (тому поспособствовало перемещение вулканов), а 1,8-2 миллиарда лет назад свободного кислорода на Земле было уже немало. Однако многоклеточные ещё долго ждали выхода на сцену. Причина, по мнению Поултона, в том, что насыщение кислородом океана произошло существенно позже атмосферы.

Около двух миллиардов лет назад лишь верхний слой воды содержал растворённый кислород, а вот средние и большие глубины ещё более миллиарда лет были его лишены. Зато они были богаты ядовитым сероводородом, причём на огромных расстояниях от берега.

Таков вывод группы учёных, исследовавших отложения возрастом 1,83-1,88 млрд лет вокруг озера Верхнее в Северной Америке. Лишь второй большой подъём концентрации O2 в воздухе планеты помог насытить им также и океан, — объясняют авторы работы.

Первые многоклеточные возникли 635 миллионов лет назад (по некоторым данным, примерно миллиард лет), и только 540 миллионов лет назад произошёл кембрийский взрыв, в ходе которого появилось великое разнообразие групп животных. Поултон со товарищи, выпустившие статью в Nature Geoscience, считают, что новые данные о химии древнего океана помогут биологам лучше увязать эти ключевые этапы эволюции между собой.

(с) http://www.membrana.ru/lenta/?10524

[Yupiter]

То же самое но с другого источника.

Когда в протерозое атмосфера Земли насытилась кислородом, жизнь активизировалась не сразу. По новым данным, океану потребовался почти миллиард лет, чтобы набрать кислород до приемлемой концентрации. Ученые считают, что это существенно затормозило развитие жизни на планете.

Земля без кислорода

В самом начале истории Земли ее молодая атмосфера не содержала кислорода. Согласно геологическим и биологическим данным, первые экосистемы были анаэробными, в них могли существовать только прокариоты (доядерные организмы). Ситуация кардинально изменилась с появлением цианобактерий. В процессе фотосинтеза они выделяли кислород, который и поступал в атмосферу. Первые достаточно мощные сообщества ископаемых цианобактерий ученые обнаруживают в отложениях возрастом 2−2,5 млрд лет. По-видимому, в то время их было особенно много. Примерно 2,4 млрд лет назад содержание кислорода в атмосфере благодаря цианобактериям и утихающей вулканической активности составляло уже 5% от современного уровня (по некоторым расчетам — даже 10−15%). Тогда на Земле наступил новый этап развития жизни.

Мировой океан тормозит

Правда, что происходило с химическим составом вод Мирового океана, пока непонятно. Долгое время существовала гипотеза, которую поддерживало большинство ученых. Она опирается на то, что в отложениях, образовавшихся 1,84 млрд лет назад, почти полностью исчезают железистые кварциты и магнетит. Это служит индикатором, правда, довольно грубым, наличия свободного кислорода в океане и окислительных условий. То есть гипотеза утверждала, что одновременно с насыщением атмосферы кислородом им насыщался и океан.

Ученые из университета Лэйкхэда (Канада) и университета Южной Дании под руководством доктора Симона Паултона (Simon W. Poulton) из Ньюкаслского университета изучали отложения группы Анимики в районе Великих озер. И пришли к выводу, что океан оставался бескислородным еще долгое время после того как 1,84 млрд лет назад кислород появился в атмосфере. По мнению Паултона, только более чем через миллиард лет, то есть 580 млн лет назад кислородом насытился и океан.

Океан, полный сульфидов

«Мы обнаружили, что только небольшой слой воды у поверхности содержал кислород. Глубже вся масса воды до самого дна была бескислородной и содержала большое количество токсичных сульфидов. Эти области располагались на расстоянии примерно 100 км от палеоматериков. Такие условия существенно тормозили эволюционное развитие организмов. Можно сказать, что эвкариоты (ядерные организмы) появились в океане на миллиард лет позже, чем считалось раньше», — говорит доктор Паултон.

Жизнь стала стремительно развиваться, только когда 580 млн лет назад кислород проник в глубины океана. С этой точки зрения становится понятной и причина кембрийского взрыва – необыкновенного всплеска численности морских животных, который, как предполагают ученые, начался примерно 540 млн лет назад. До этого организмы ждали, пока их среда обитания насытится кислородом.

Исследование формаций Анимики

Чтобы сделать такие выводы, доктор Паултон изучил несколько мест, где встречаются отложения группы Анимики. Ученых интересовали значения окислительно-восстановительного потенциала среды, в которой они формировались. «Мы определяли окислительно-восстановительный потенциал отложений, которые датируются возрастом 1,88−1,83 млрд лет, по соотношению содержания лабильного железа к общему. Мы взяли за основу тот факт, что как современные, так и древние отложения, если формируются или находятся в бескислородных водах, то имеют соотношение активного железа к общему больше 0:38. Когда же в среде появляется кислород, то соотношение этих форм железа становится меньше. И для протерозоя эти значения составляют 0,14−0,08», — пишет Паултон и его коллеги.

Теперь, по словам авторов, учитывая новые данные о химическом составе древнего океана, очень важно выяснить, какое это имело значение для организмов, как они развивались в такой среде.

Более подробно о химическом составе протерозойского океана можно прочитать в журнале Nature Geoscience.

(с) http://infox.ru/science/planet/2010/06/ ... an_t.phtml

[Yupiter]

Метеориты, падавшие на раннюю Землю, возможно, создали тёплую, водянистую среду, благоприятную для возникновения жизни. Новое исследование финского кратера показало, что такая гидротермальная активность могла длиться до 1,6 млн лет — по крайней мере вдесятеро дольше, чем считалось. Иными словами, у жизни было достаточно времени на то, чтобы появиться и распространиться.

Сказанное справедливо и для древнего Марса, полагают учёные.

Озеро Лаппаярви на месте древнего кратера (фото Sameli Kujala).

Поскольку самые древние живые существа обитают в гидротермальных системах, многие биологи полагают, что первые организмы возникли именно там. Сегодня причиной гидротермальной активности в основном становятся вулканы — например, в горячих источниках и гейзерах Йеллоустоуна. Но 3,8 млрд лет назад эту роль играли частые столкновения с небесными телами. Выделяемая при этих катаклизмах энергия плавила породу и нагревала воду, циркулирующую в земной коре.

Геологические процессы стёрли практически все кратеры той эпохи, а оставшиеся находятся в очень плохом состоянии. Тем не менее учёным однажды удалось оценить, что в канадском кратере Садбери диаметром около 250 км, образовавшемся приблизительно 1,85 млрд лет назад, гидротермальная активность сохранялась в течение миллиона лет, а то и дольше.

Кратеры поменьше (20–30 км в поперечнике) встречаются на порядок чаще. Можно подумать, что они сыграли более важную роль в возникновении жизни. Но теоретические расчёты показали, что такие кратеры остывали слишком быстро и были способны поддерживать геотермальную активность всего несколько десятков тысяч лет, чего, по-видимому, недостаточно для появления там живых организмов.

Мартин Шмидер из Университета Западной Австралии и Фред Журдан из Кёртинского университета (Австралия) не собирались измерять время остывания кратеров. Они производили рутинное описание финского кратера Лаппаярви диаметром 23 км. Датирование пород позволило оценить его возраст в 76,2 млн лет.

Но некоторые образцы оказались моложе на 1,6 млн лет. Речь идёт о включения ортоклаза (калиевого полевого шпата). Этот минерал кристаллизуется одним из последних при остывании породы, расплавленной ударом метеорита. Различие в возрасте ортоклаза и других пород отмечает период времени, когда кратер был достаточно горяч, чтобы поддерживать геотермальную активность.

Теперь Шмидер и Журдан намерены изучить хорошо сохранившиеся кратеры в Германии и Австралии, дабы выяснить, насколько распространено подобное явление. Это поможет уточнить модели геотермальной активности не только на Земле, но и на Марсе.

Результаты исследования опубликованы в журнале Geochimica et Cosmochimica Acta.

Подготовлено по материалам ScienceNews.

(c) http://science.compulenta.ru/739111/