Ammonium befrugtet tidligt liv på Jorden:undersøgelse

Et hold af internationale videnskabsmænd – inklusive forskere ved University of St. Andrews, Syracuse University og Royal Holloway, University of London - har demonstreret en ny kilde til mad til tidligt liv på planeten.

Livet på Jorden er afhængig af tilgængeligheden af ​​kritiske elementer som nitrogen og fosfor. Disse næringsstoffer er allestedsnærværende for alt liv, da de er nødvendige for dannelsen af ​​DNA, livets tegninger, og proteiner, maskineriet. De stammer oprindeligt fra klipper og atmosfæren, så deres tilgængelighed til liv har svinget sammen med betydelige ændringer i kemien i Jordens overflademiljøer over geologisk tid.

Forskningen, udgivet i Natur Geovidenskab , afslører, hvordan forsyningen af ​​disse elementer direkte påvirkede væksten af ​​Jordens iltrige atmosfære og var nøglen til udviklingen af ​​det tidlige liv på Jorden.

Den mest dramatiske ændring i Jordens historie fulgte udviklingen af ​​oxygenisk fotosyntese, som fundamentalt transformerede planeten ved at levere en kulstofkilde til biosfæren og en iltkilde til atmosfæren, sidstnævnte kulminerede med Great Oxidation Event (GOE) for omkring 2,3 milliarder år siden.

På trods af den kritiske betydning af næringsstoffer for livet, tilgængeligheden af ​​nitrogen og fosfor i havene før GOE er ikke godt forstået, især hvordan tilførslen af ​​disse elementer drev og/eller reagerede på planetarisk iltning.

Ved at bruge prøver af usædvanligt velbevarede sten, der er blevet forbundet med tidlige beviser for oxygenisk fotosyntese for 2,7 milliarder år siden, holdet af forskere undersøgte Jordens tidlige nitrogencyklus for at tyde tilbagekoblinger forbundet med de indledende stadier af planetarisk iltning.

"Der er kostbar lille sten tilgængelig fra dette tidsinterval, som er egnet til den type analyser, vi har udført. De fleste sten, der er så gamle, er blevet deformeret og opvarmet under 2,7 milliarder års pladetektonisk aktivitet, gør de oprindelige signaler om liv tabt, " siger Christopher Junium, lektor i geovidenskab ved College of Arts and Sciences.

Stenprøverne viste det første direkte bevis på opbygningen af ​​en stor ammoniumpøl i havene før GOE. Dette ammonium ville have givet en rigelig kilde til nitrogen til at brænde den tidlige biosfære og tilhørende iltproduktion.

Forskningsteamets leder Aubrey Zerkle, læser på School of Earth and Environmental Sciences ved University of St Andrews, siger:"I dag tænker vi på ammonium som den ubehagelige lugt i vores rengøringsmidler, men det ville have tjent som en alt-du-kan-spise buffet for de første ilt-genererende organismer, en væsentlig forbedring af de skraldespande, de stolede på tidligere i Jordens historie."

Ud over at hjælpe videnskabsmænd med bedre at forstå nitrogenkredsløbets rolle i global iltning, de nye resultater giver også kontekst for andre næringsstoftilbagemeldinger under tidlig planetarisk evolution.

"Det bliver stadig mere tydeligt, at spillet om begrænsning af næringsstoffer har væltet frem og tilbage gennem Jordens historie, efterhånden som livet har udviklet sig, og som forholdene har ændret sig, " siger Junium.

Overraskende nok, beviser for betydelig atmosfærisk iltning dukker ikke op før 400 millioner år senere, hvilket betyder, at et andet næringsstof, såsom fosfor, må have været vigtig for at sætte det evolutionære tempo.