Железо является непременным условием развития жизни на Земле и возможности жизни на других планетах

Железо – очень важное питательное вещество, необходимое почти всем живым организмам для роста и процветания. Важность железа достигает периода формирования планеты Земля, когда количество железа в каменистой мантии Земли было "установлено" условиями, в которых сформировалась планета, и в дальнейшем имело серьезные последствия для развития жизни.

Теперь ученые из Оксфордского университета раскрыли вероятные механизмы, с помощью которых железо повлияло на развитие сложных форм жизни, которые также можно использовать для того, чтобы понять, насколько вероятным (или маловероятным) является нахождение развитых форм жизни на других планетах.

Работа была опубликована в журнале "Proceedings of the National Academy of Sciences" ("Труды Национальной академии наук").

«Начальное количество железа в земных породах "задается" условиями планетарной аккреции, во время которой металлическое ядро ​​Земли отделялось от каменистой мантии», — говорит соавтор работы Джон Вейд, доцент кафедры планетарных материалов факультета наук о Земле Оксфордского университета. «Слишком мало железа в каменистой части планеты, как у планеты Меркурий, и жизнь маловероятна. Слишком много, как у Марса, и воду трудно удерживать на поверхности в течение времени, необходимого для развития сложной жизни».

С самого начала условия для железа на Земле должны быть оптимальными для обеспечения поверхностного удержания воды. Железо также должно быть растворимым в морской воде, что сделало бы его легкодоступным для того, чтобы придать простым формам жизни толчок в развитии. Однако уровень кислорода на Земле начал расти примерно 2,4 миллиарда лет назад (так называемое "Большое событие оксигенации"). Увеличение количества кислорода вызвало реакцию с железом, что привело к тому, что оно стало нерастворимым. Гигатонны железа отделились от морской воды, где оно стало гораздо менее доступным для развивающихся форм жизни.

«Жизнь должна была найти новые способы получить необходимое железо», - говорит соавтор Хел Дрейксмит, профессор биологии железа в Институте молекулярной медицины "MRC Weatherall" Оксфордского университета. «Например, инфекция, симбиоз и многоклеточность – это поведение, позволяющее жизни более эффективно захватывать и использовать этот дефицитный, но жизненно важный питательный элемент. Принятие таких характеристик побудило бы ранние формы жизни становиться все более сложными на пути к эволюции в то, что мы видим вокруг нас сегодня».

Потребность в железе как движущая сила эволюции и дальнейшее развитие сложного организма, способного получать плохо доступное железо, может быть редким или случайным явлением. Это имеет отношение к тому, насколько возможны сложные формы жизни на других планетах.

«Неизвестно, насколько распространена разумная жизнь во Вселенной, — говорит профессор Дрейксмит. — Наши концепции намекают, что условий для поддержания зарождения простых форм жизни недостаточно для обеспечения дальнейшей эволюции сложных форм жизни. Может потребоваться дальнейший отбор методом серьезных конфигураций окружающей среды — к примеру, как жизни на Земле потребовалось отыскать новый метод доступа к железу. Такие временные изменения в планетарном масштабе могут быть редкими или случайными, что означает, что вероятность появления разумной жизни может быть низкой».

Однако нынешнее знание того, насколько важно железо для развития жизни, может помочь в поиске соответствующих планет, на которых могли бы развиваться формы жизни. Оценивая количество железа в мантии экзопланет, теперь можно сузить поиск экзопланет, способных поддерживать жизнь.

! Читайте еще интересные новости о космосе на сайте или следите за ними на Facebook.