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

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