Afrikansk sø giver nye spor om det gamle havliv

Ny forskning viser, at der kan have været mere nitrogen i havet for mellem en og to milliarder år siden end tidligere antaget. tillader marine organismer at formere sig på et tidspunkt, hvor multicellularitet og eukaryot liv først dukkede op.

UBC-forskere rejste til Kivu-søen i Den Demokratiske Republik Congo, på grund af dens lignende kemi til oceanerne i den proterozoiske eon, omkring 2,3 til 0,5 milliarder år siden. Det dybe vand i en del af søen har ingen ilt og er et af de få steder på Jorden, hvor opløst jern er til stede i høje koncentrationer.

"Det er første gang, vi har observeret mikrober, der genbruger nitrogen ved at reagere det med jern i sådan en vandmasse, " sagde Céline Michiels, hovedforfatter på studiet og ph.d.-studerende ved UBC. "Mens disse reaktioner er blevet observeret i laboratoriet, deres aktivitet i Kivu-søen giver os tillid til, at de kan spille en vigtig rolle i naturlige økosystemer og giver os mulighed for at bygge matematiske modeller, der kan beskrive disse reaktioner i fortidens oceaner."

Michiels og hendes kolleger fandt ud af, at når mikroorganismer fra Kivu-søen reagerer jern med nitrogen i form af nitrat, noget af dette nitrogen omdannes til gas, som er tabt til atmosfæren, men resten af ​​nitrogenet genanvendes fra nitrat til ammonium, som forbliver opløst og tilgængeligt for forskellige mikroorganismer at bruge som næringsstof.

Forskerholdet brugte matematiske modeller, informeret af data indsamlet fra Kivu-søen, for at lære mere om, hvordan denne genbrug kunne have påvirket livet i havene under den proterozoiske eon. De lærte, at biologisk aktivitet ikke var begrænset af tilgængeligheden af ​​nitrogen, som tidligere antaget, men var sandsynligvis begrænset af et andet nøglenæringsstof, fosfor. Tilgængeligheden af ​​næringsstoffer ville have spillet en vigtig rolle i at forme naturen og aktiviteten af ​​livet i havene på dette tidspunkt, sætter således scenen for udviklingen af ​​flercellet liv og eukaryoter.

"Det er virkelig spændende, at vi kan bruge information genvundet fra moderne miljøer som Lake Kivu til at skabe og kalibrere matematiske modeller, der rekonstruerer kemi og biologi fra næsten to milliarder år siden, " sagde Sean Crowe, seniorforfatter af undersøgelsen og adjunkt og Canada Research Chair i Geomikrobiologi ved UBC. "Med disse modeller og spor fra sten, vi lærer mere og mere om, hvordan udviklingen af ​​livet i de gamle oceaner formede jordens overfladekemi over lange strækninger af tidlig historie."