Schleimige Mikroben können Teppichboden haben 3,2 Milliarden Jahren die Erde vor

Eine Schicht aus lebenden Schaum nur eine Zelle dick Teilen der Erde bedeckt haben kann mehr als 3 Milliarden Jahren überleben mit Hilfe von Stickstoff, die diese schleimigen Mikroben aus der Atmosphäre gezogen, findet eine neue Studie.

Dieser Befund legt nahe, dass Stickstoff einige Planeten wie Mars, Unterstützung Leben geholfen haben kann, sagen Forscher.

Obwohl ohne Sauerstoff leben können – und hat in den ersten Tagen des Lebens auf der Erde – ohne Stickstoff, solche Organismen wäre knapp. Stickstoff wird benötigt, um Proteine, DNA und RNA und notwendig für die Pflanzen zu wachsen und Photosynthese zu erstellen. Es ist ein wichtiger Nährstoff für alles Leben auf der Erde und muss seit seinen Ursprüngen verfügbar gewesen, sagte Forscher. [7 Theorien für den Ursprung des Lebens auf der Erde]

Fixierung von Stickstoff

Stickstoff-Moleküle reagieren nicht leicht mit anderen Chemikalien, neue Verbindungen zu bilden. Stickstoff-Fixierung nennt lebenswichtige Vorgang, der Stickstoff in biologisch nützliche Moleküle umwandelt, mit denen leben können. Stickstoff-Fixierung beinhaltet leistungsfähige chemische Verbindungen, die Stickstoffatome paarweise in der Atmosphäre halten brechen und mit der daraus resultierenden einzelnen Stickstoffatome dazu biologisch nützliche Moleküle zu schaffen. Mikroben, die in den Wurzeln der Leguminosen Pflanzen und im Boden Leben sind der Schlüssel zur modernen Stickstoff-Fixierung.

Vorbei an genetische Analyse der Stickstoff-Fixierung Enzyme, die von den Mikroben produziert worden sein würde, platziert ihren Ursprung am zwischen 2,2 und 1,5 Milliarden Jahren. Nun, haben Wissenschaftler betrachten einige der ältesten Gesteine der Erde Hinweise gefunden, dass Leben bereits Stickstoff-Fixierung etwa 3,2 Milliarden Jahren, fast drei Viertel der Weg zurück nach der Geburt des Planeten praktiziert wurde. [Foto-Chronik: die Geburt der Erde]

"Es ist faszinierend, sich vorzustellen, dass diese komplexen Stoffwechselprozess seit mehr als 3 Milliarden Jahren auf der Erde tätig ist," sagte Lead Studienautor Eva Stüeken, ein Baubiologe an der University of Washington in Seattle, Leben-Wissenschaft.

Die Wissenschaftler analysierten 52 Gesteinsproben, die im Alter von 3,2 Milliarden bis 2,75 Milliarden Jahre alt aus dem heutigen Südafrika und nordwestlichen Australien. Dies sind einige der ältesten und besterhaltenen Felsen auf der Erde.

Sogar die ältesten Proben analysiert die Forscher zeigten chemische Beweis dafür, dass Leben Stickstoff fixierenden war. Stickstoff kommt in zwei stabile Formen — häufiger Stickstoff-14-Atom und seltener, schwerer Stickstoff-15 Atom – und das Verhältnis von schwerer, leichter Stickstoffatome in den Felsen gesehen passt das Muster, das ergibt sich aus Stickstoff-Fixierung Enzyme in Mikroben.

"Menschen hatte immer die Idee, die wirklich alte Biosphäre war nur eine lose klammerte sich an diesem unwirtlichen Planeten, und es war nicht bis das Aufkommen von Stickstoff-Fixierung, dass plötzlich der Biosphäre groß und robust und vielfältig, wurde" Studie Co-Autor Roger Buick, Geologe und Astrobiologe an der University of Washington in Seattle, sagte in einer Erklärung. "Unsere Arbeit zeigt, dass es keine Stickstoff-Krise auf der frühen Erde, und daher könnte es eine ziemlich große und vielfältige Biosphäre unterstützt."

Chemische Analyse der Felsen schlägt vor, dass Stickstoff wurde durch die am häufigsten von den drei Arten von Stickstoff-Fixierung behoben werden Enzyme, die heute vorhanden sind – ein Enzym, das das Element Molybdän enthält.

Molybdän ist jetzt reichlich, weil Sauerstoff reagiert mit Felsen, Molybdän in eine lösliche Form zu konvertieren, die in den Ozean waschen können. Seine Quelle auf der alten, sauerstoffarmen Erde, ist allerdings ungewiss. Die Forscher vorgeschlagen, dass ihre Erkenntnisse beweisen, dass einige frühe Jahre als einzellige lagen auf dem Land bestanden haben kann. Diese Mikroben emittiert haben würde kleine Mengen Sauerstoff als Nebenprodukt wenn sie Stickstoff brach, sagten die Forscher. Dann würde der emittierte Sauerstoff mit jeder Molybdän in den Felsen, damit das Element an das Wasser abgeben reagiert haben.

"Wir nie finden keine direkten Beweise des Landes Schaum eine Zelle dick, aber dies könnte geben uns indirekten Beweis, dass das Land bewohnt war," sagte Buick in einer Erklärung. "Mikroben konnte kroch aus dem Ozean und in eine Schutzschicht auf den Felsen an Land, sogar vor 3,2 Milliarden Jahren gelebt haben."

Die wichtigste Folge der Feststellung, dass Stickstoff-Fixierung entwickelte sich so früh in der Geschichte der Erde ist, dass andere Planeten, die nur für eine kurze Zeit, wie Mars, "könnte auch eine großen Biosphäre entwickelt haben" bewohnbar gewesen sein Buick erzählte Leben Wissenschaft.

Die Wissenschaftler ihre Ergebnisse detailliert online am 16. Februar in der Fachzeitschrift Nature.

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