От богатых медью камней Большого Каньона и до лишь недавно обнаруженных в горах Мексики 10-метровых кристаллов сульфата кальция — львиная доля земных минералов обязана своим существованием живым организмам. Биологическая и «минеральная» эволюции — процессы неразделимые с самого зарождения жизни на планете, и понимание их взаимосвязей позволит вести более осознанный поиск жизни у других звезд.
Предки камней: Минеральная эволюция
В формировании минерала хазенит участвовали микроорганизмы, жившие на Земле миллиарды лет назад
Редакция ПМ

Когда наша планета была молода, на ней встречались (в разных количествах) все 94 «естественных» элемента Периодической системы, но в крайне ограниченном наборе минералов. Сегодня же их на Земле только открыто более 4 тысяч, от аваруита до ярузита. Откуда же они взялись? Часть была порождена вулканическими и тектоническими процессами, которые были особенно значимы в ранние периоды существования планеты. Но основное количество было порождено живыми организмами. Этот факт известен давно, но до сих пор никто не пытался рассмотреть эволюцию жизни в ее взаимосвязях с «эволюцией» минерального состава земной коры.

Геохимику Роберту Хазену (Robert Hazen) и его коллегам удалось проследить предысторию около 3 тыс. минералов, протянув их «генеалогическое древо» к нескольким «предшественникам», примерно так, как организуют известное «древо жизни» — от простейших микроорганизмов до покрытосеменных растений и млекопитающих. Все эти «минеральные предки» прямо или косвенно использовались живыми организмами, и в этом процессе претерпевали изменения, превращаясь в другие минералы.

Началось все еще с первых фотосинтезирующих водорослей, появившихся более 2,5 млрд лет назад. Уже ими химический баланс нашей планеты был изменен самым коренным образом: в воздухе скопилось около 20% кислорода, а содержание углекислого газа упало до нескольких процентов. Разумеется, столь сильная окисляющая атмосфера не могла не сказаться на составе минеральных отложений.

Однако взаимоотношения живых организмов и минералов идут намного дальше, чем просто окисление выделенным кислородом. «Жизнь стремится использовать все доступные пути биохимических превращений, чтобы получать энергию и благодаря ей формировать биологические макромолекулы, — говорит Роберт Хазен. — К примеру, лишь недавно обнаруженный в калифорнийском озере Моно Лейк минерал хазенит образовался только благодаря тому, что обитавшие здесь микроорганизмы вырабатывали фосфаты, которые и формировали отложения и претерпевали химические превращения, взаимодействуя с чуть кислотной средой этого озера. Да и сама жизнь порой получала существенное «подспорье» от минералов. К примеру, накопление в мировом океане карбоната кальция и некоторых других соединений снизило первоначально довольно высокую кислотность океана и сделала их более пригодными для жизни».

Работа группы Хазена не ограничивается лишь нашей родной Землей. Выводы о «совместной эволюции камней и живых организмов» могут быть применимы и для поиска внеземной жизни: ведь одно присутствие ряда минералов, которые появляются лишь за счет функционирования живых систем, может служить вполне надежным доказательством того, что жизнь на какой-то планете есть, или, по крайней мере, была.

Впрочем, все эти рассуждения могут оказаться излишними, если жизнь, на самом деле, нечто намного более многообразное, чем мы себе представляем. Если, к примеру, в космосе превалируют какие-нибудь размножающиеся штопоры плазмы — читайте об этом: «Чужая жизнь».

По сообщению ScienceNOW

Понравилась статья?
Самые интересные новости из мира науки: свежие открытия, фотографии и невероятные факты у вас на почте.
Спасибо.
Мы отправили на ваш email письмо с подтверждением.