Opdagelse i nordlige søer kan være nøglen til at forstå det tidlige liv på Jorden

Et team af forskere har opdaget, at mange canadiske søer kan give ny indsigt i gamle oceaner, og deres fund kunne fremme forskning om drivhusgasemissioner, skadelige algeopblomstringer, og tidlige livsformer.

Forskere fra University of Waterloo ledede teamet af mikrobiologer, geokemister, og ferskvandsspecialister i et overraskende fund om, at søer i Boreal Shield kan ligne oceaner ved Archean Eon, en periode for mere end 2,5 milliarder år siden, da mikrobielt liv trivedes i en verden uden ilt.

Dette fund er vigtigt, fordi der er millioner af Boreal Shield -søer i Canada, der sandsynligvis deler nøgleegenskaber med de arkeiske oceaner. Indtil nu, forskere har kun påberåbt sig fire såkaldte analoge søer-dem med lignende oprindelige forhold-hvoraf de fleste findes fjerntliggende eller økologisk følsomme steder.

"Med så mange søer at studere, denne opdagelse ændrer, hvordan vi nærmer os dette forskningsområde, "sagde medforfatter Jackson Tsuji, en doktorand ved Institut for Biologi på Det Naturvidenskabelige Fakultet. "Det er spændende, at disse søer, som stort set er i vores baghave, opbevare oplysninger, der kan have konsekvenser for det globale klima, fortid og nutid, og vandforvaltning. "

Udgivet i Videnskabelige rapporter , fundene har potentiale til at transformere, hvordan forskere udfører forskning om Jordens tidligste livsformer, som stammer fra iltfrie oceaner, der menes at have lavt svovlindhold og højt jernindhold. Mange Boreal Shield -søer, også lavt i svovl og højt i jern, udvikle iltfrie lag hver sommer. Selvom disse lag blandes om foråret og efteråret, de genetablerer hurtigt.

"Vi plejede at tro, at det at finde en passende Archean ocean analog betød, at man skulle finde en sø, der ikke blandede sig. F.eks. nuværende analoger er hundredvis af meter dybe og fuldstændigt lagdelt, "sagde Josh Neufeld, professor i biologisk afdeling. "En vigtig opdagelse her var, hvor robust dette iltfrie samfund er, trods blandingen. "

Forskere kan bruge disse søer som levende laboratorier til at studere, hvordan mikrober fra fortiden kunne have fungeret. Det antages, at mikroberne, der er påvist i de udtagne søer, metaboliserer jernforbindelser ved hjælp af sollys, som kan hjælpe forskere med at forstå, hvordan de kan forudsige og kontrollere skadelige algeblomster, fordi jern spiller en central rolle i dannelsen af ​​alger.

Ud over, de unikke og tidligere ukendte mikrobielle samfund, specifikt metankrævende mikrober i bunden af ​​disse søer, have store konsekvenser for drivhusgasemissioner.

Undersøgelsen sammenlignede aspekter af de fire nuværende Archean-ocean analoger med to Boreal Shield-søer ved hjælp af vandkemi, mikrobielle samfundsprofiler, og stabile isotopmønstre. Forskernes unikke anvendelse af de nyeste biologiske og isotopiske værktøjer viser, at lignende biologiske processer til eksisterende analoger ikke kun er til stede, men aktiv i vandet, gentager sig hvert år.

"Denne banebrydende opdagelse var mulig, fordi vi havde fleksibiliteten til at forfølge nogle uventede resultater med et tværfagligt team ved hjælp af topmoderne værktøjer og teknikker, "sagde Sherry Schiff, professor ved Institut for Jord- og Miljøvidenskab.

Boreal Shield -søer er udbredt over Boreal Shield, den største af de canadiske økozoner, som strækker sig over mere end 20 procent af Canadas landmasse. Lignende søer findes i Finland, Norge, Sverige, og Rusland.