Залізо є неодмінною умовою розвитку життя на Землі та можливості життя на інших планетах

Залізо – дуже важлива поживна речовина, необхідна майже всім живим організмам для зростання та процвітання. Важливість заліза сягає періоду формування планети Земля, коли кількість заліза в кам’янистій мантії Землі була "встановлена" умовами, в яких сформувалася планета, і надалі мала серйозні наслідки для розвитку життя.

Тепер вчені з Оксфордського університету розкрили ймовірні механізми, за допомогою яких залізо вплинуло на розвиток складних форм життя, які також можна використовувати для того, щоб зрозуміти, наскільки ймовірним (або малоймовірними) є перебування розвинених форм життя на інших планетах.

Робота була опублікована в журналі "Proceedings of the National Academy of Sciences" ("Праці Національної академії наук").

«Початкова кількість заліза в земних породах "задається" умовами планетарної акреції, під час якої металеве ядро Землі відокремлювалося від її кам′янистої мантії», — каже співавтор роботи Джон Вейд, доцент кафедри планетарних матеріалів факультету наук про Землю Оксфордського університету. «Занадто мало заліза в кам′янистій частині планети, як у планети Меркурій, і життя малоймовірне. Занадто багато, як у Марса, і воду може бути важко утримувати на поверхні впродовж часу, необхідного для розвитку складного життя».

Від самого початку умови для заліза на Землі мали б бути оптимальними для забезпечення поверхневого утримання води. Залізо також мало б бути розчинним у морській воді, що зробило б його легкодоступним для того, щоб надати простим формам життя поштовх у розвитку. Проте рівень кисню на Землі почав зростати приблизно 2,4 мільярда років тому (так звана "Велика подія оксигенації"). Збільшення кількості кисню викликало реакцію із залізом, що призвело до того, що воно стало нерозчинним. Гігатонни заліза відокремились від морської води, де воно стало набагато менш доступним для форм життя, що розвиваються.

«Життя повинно було знайти нові способи отримати необхідне залізо», — каже співавтор Хел Дрейксміт, професор біології заліза в Інституті молекулярної медицини "MRC Weatherall" Оксфордського університету. «Наприклад, інфекція, симбіоз і багатоклітинність – це поведінка, яка дозволяє життю більш ефективно захоплювати та використовувати цей дефіцитний, але життєво важливий поживний елемент. Прийняття таких характеристик спонукало б ранні форми життя ставати все складнішими на шляху до еволюції в те, що ми бачимо навколо нас сьогодні».

Потреба в залізі як рушій для еволюції та подальший розвиток складного організму, здатного отримувати погано доступне залізо, може бути рідкісним або випадковим явищем. Це має відношення до того, наскільки ймовірні складні форми життя на інших планетах.

«Невідомо, наскільки поширеним є розумне життя у Всесвіті, — каже професор Дрейксміт. — Наші концепції натякають на те, що умов для підтримки зародження простих форм життя недостатньо для забезпечення подальшої еволюції складних форм життя. Може знадобитися подальший відбір шляхом серйозних змін навколишнього середовища — наприклад, як життю на Землі знадобилося знайти новий спосіб доступу до заліза. Такі тимчасові зміни в планетарному масштабі можуть бути рідкісними або випадковими, що означає, що ймовірність появи розумного життя також може бути низькою».

Однак теперішнє знання того, наскільки важливим є залізо для розвитку життя, може допомогти у пошуку відповідних планет, на яких могли б розвиватися форми життя. Оцінюючи кількість заліза в мантії екзопланет, тепер можна звузити пошук екзопланет, здатних підтримувати життя.

! Читайте ще цікаві новини про космос на сайті, або слідкуйте за ними на Facebook.