Ученые из США и Германии заявили о том, что замедление вращения Земли могло поспособствовать появлению кислорода на ней. По их словам, увеличение длины суток ведет к более продуктивному фотосинтезу, что помогло цианобактериям наполнить нашу планету кислородом, сообщает Naked science.
Гравитационное влияние Луны приводит к тому, что скорость вращения Земли постепенно снижается, сутки становятся длиннее примерно на две миллисекунды за столетие. В пределах человеческой жизни такие изменения не заметны, но когда дело касается миллионов лет, они имеют значительное влияние на биосферу. Возможно, что именно они поспособствовали появлению кислорода на Земле.
Считается, что это произошло примерно 2,4 миллиарда лет назад или раньше. Тогда появились фотосинтезирующие цианобактерии. Они выделяли кислород, который растворялся в океане, оседал в минеральных соединениях и заполнял воздух.
Ученые считают, что повлияла на это продолжительность суток. На такое предположение их натолкнули бактерии, которые обитают в провале Миддл-Айленд. Вода здесь насыщена серой и бедна кислородом, но камни покрыты сообществами микробов, которые образуют многослойные бактериальные маты. Цианобактерии в них соседствуют и соперничают с сульфатредуцирующими бактериями, которые вырабатывают энергию без света, с использованием сульфата.
Биологи заметили, что в темное время суток сульфатредукторы поднимаются ближе к поверхности многослойного мата, а в светлое им на смену приходят фотосинтезирующие цианобактерии. Этот ежесуточный круговорот связан с конкуренцией микробов за доступ к поверхности мата, где происходит самый интенсивный обмен веществами и энергией с окружающей средой. Суточная смена одних бактерий другими занимает несколько часов.
В результате у цианобактерий остается не так и много времени на «работу». Но чем дольше сутки, тем его больше.
Чтобы проверить свою гипотезу, ученые построили моделирование, основанное на данных с датчиков, установленных в Миддл-Айленде, а также на данных экспериментов, проведенных в лаборатории.
С точки зрения фотосинтеза двое суток по 12 часов не равноценны одним длительностью 24. Ограничения, связанные с медленным перемещением микробов и диффузией молекул сквозь бактериальный мат, приводят к тому, что цианобактериям нужно заметное время на то, чтобы запустить эти процессы в полную силу. Поэтому удлинение светлого времени может резко усилить эффективность их работы — что, видимо, и произошло в эпоху кислородной революции.
Подписывайтесь на наш Telegram-канал с новостями технологий и культуры.
Ранее ученые заявили о том, что из-за глобального потепления озера теряют кислород даже быстрее, чем Мировой океан. Снижение кислорода в пресной воде несет угрозу биоразнообразию и качеству питьевой воды для людей.