Связь между бактериями и каменными рекордами не нова. При определенных условиях бактерии биохимически взаимодействуют с растворенными ионами, такими как сера или уран, в результате чего они становятся нерастворимыми и выпадают в осадок, что способствует их накоплению в океанических отложениях. Но впервые ученые могут определить, были ли бактерии активны в то время и в каком месте образовались отложения, путем анализа крошечных количеств урана, присутствующего в отложениях.
Придирчивые доноры электроновТот факт, что бактерии и уран вообще взаимодействуют, может показаться несколько удивительным. Но, как объясняет Ризлан Бернье-Латмани, главный исследователь исследования, для завершения определенных метаболических процессов бактерии должны избавляться от электронов, а растворенный уран просто способен их поглощать.
Уран — далеко не единственный металл, которому бактерии отдают дополнительные электроны. Но как только уран выпадает в осадок в нерастворимой форме, уран остается единственным известным на сегодняшний день металлом, который сохраняет сигнал, который ученые могут проанализировать, чтобы определить, участвовали ли бактерии в его трансформации.Уникальность урана заключается в том, что бактерии придирчивы к атомному весу урана, которому они отдают электроны. Из двух наиболее распространенных изотопов урана, обнаруженных на Земле — уран-238 и уран-235 — бактерии, похоже, предпочитают более тяжелый уран-238.
Путь химического превращения, напротив, рассматривает обе формы урана одинаково. В результате немного более высокое соотношение между тяжелыми и легкими изотопами в твердом уране, извлеченном из земли, указывает на процесс бактериальной трансформации.Эволюция жизни
Возможность различать оба пути дает исследователям уникальный инструмент для исследования экологических ниш, занятых бактериями миллиарды лет назад. Применяя свою методологию к существующим данным об архейских отложениях Западной Австралии, авторы утверждают, что уран, обнаруженный в обедненных кислородом отложениях, был иммобилизован биологически.
Они утверждают, что бактерии были активны там уже 2,5 миллиарда лет назад, когда образовались отложения.Для такого экологического биогеохимика, как Бернье-Латмани, знать, были ли бактерии активны в то время и в том месте, интересно, поскольку это может дать новое понимание химической эволюции планеты, например, об изобилии свободного кислорода в океанах и атмосфере. «У нас есть некоторое представление о том, как концентрация кислорода в атмосфере и океанах менялась с течением времени. Появляется все больше свидетельств того, что следы кислорода были доступны уже миллиарды лет назад в общем бескислородном мире — и существовали бактерии, которые косвенно использовали его. Эти изменения имеют прямое отношение к эволюции жизни и массовым вымираниям », — говорит она.
В сложной загадке ранней истории планеты уран мог удерживать некоторые недостающие части.