Як з'явився кисень Землі? (2 фото)

Якби ви прямо зараз опинилися на ранній Землі, то перший вдих міг би стати для вас останнім — ви знепритомніли швидше, ніж встигли б зрозуміти, що не так.





І справа не в тому, що повітря було якоюсь наднебезпечною сумішшю. Просто в ньому майже не було кисню. Земна атмосфера тоді складалася в основному з вуглекислого газу, водяної пари та азоту, а також домішок метану, аміаку та інших вулканічних газів. Планета, яку ми з гордістю і любов'ю називаємо будинком, більшу частину своєї історії була чужою для складного життя — такою, як ми.

Життя на Землі, вік якої становить приблизно 4,6 мільярда років, з'явилося досить швидко — 3,5–3,8 мільярда років тому. Але це були представники царства анаеробів - організми, яким молекулярний кисень (O2) не просто не потрібен: для них він був отрутою. І так тривало мільярди років.

А потім з'явилися вони – ціанобактерії.

Чому саме вони? еволюція. Ці мікроскопічні організми навчилися використовувати сонячне світло для розщеплення води та отримання енергії. Нескінченне джерело палива прямо над "головою" - ті, хто освоїв цей трюк, виживали частіше і залишали більше потомства. Побічним продуктом процесу – фотосинтезу – був кисень. Просто відхід життєдіяльності. Сміття. Вихлоп стародавньої біологічної машини.

Ціанобактерії проживали в океанах, формуючи на поверхні зелену плівку. Мільйони років вони викидали кисень у воду та атмосферу. Спочатку цей газ не накопичувався — він миттєво вступав у реакцію насамперед із залізом, розчиненим у воді, і осідав на дні у вигляді іржавих відкладень. Червоні смугасті залізні руди (насамперед гематит), які ми видобуваємо сьогодні, — це древній кисень, пов'язаний із залізом мільярди років тому.

Але приблизно 2,4 мільярда років тому відновлене залізо і взагалі все, що могло "з'їсти" кисень - від розчинених сполук в океані до вулканічних газів - поступово окислилося. Кисню стало нікуди подітися, і він почав накопичуватися в атмосфері. Більшість жителів Землі на той час це стало катастрофою.



Ціанобактерії. Крихітні істоти, що стали спусковим гачком "Кисневої катастрофи". Те, що ми з'явилися на цій планеті, — багато в чому їхня заслуга

Кисень - агресивний газ. Він руйнує органічні молекули, окислює все, із чим стикається. Для анаеробних організмів, які мільярди років царювали на планеті, він виявився смертельною отрутою.

Вчені називають це "Великою кисневою подією", але це було перше масове вимирання в історії Землі - задовго до динозаврів. Тому ця подія має й іншу, більш чесну назву — "Киснева катастрофа".

Вижили лише ті, хто сховався у безкисневих нішах — глибоко у ґрунті, на дні океану, всередині інших організмів. Нащадки істот, які пережили "Кисневу катастрофу", живуть там і досі.

А ті, хто навчився не просто терпіти кисень, але використати його, отримали неймовірну перевагу. Кисневе дихання дає у 18 разів більше енергії, ніж анаеробний метаболізм. Енергія - це безцінне паливо для складних організмів, включаючи нас із нашим "ненажерливим" мозком, на який у стані спокою припадає близько 20% від усіх енерговитрат організму.

Так відходи життєдіяльності давніх бактерій стали основою всього складного життя планети.

Кожен ваш вдих - це спадщина ціанобактерій.