Атмосфера, которую мы вдыхаем сегодня, состоит приблизительно из 20-процентного кислорода, который не просто важен для многих организмов – это также обеспечивает защиту от более опасных лучей солнца. В присутствии солнечного света кислородные молекулы в атмосфере реагируют, чтобы сформировать озон. В стратосфере, озоновый слой поглощает вредную ультрафиолетовую радиацию, прибывающую из пространства – защита людей, животные и растения от UV повреждения делают.
Три – четыре миллиарда лет назад атмосфера содержала мало кислорода и не было никакого озонового слоя. «Поверхность земли – и области мелководья – подверглись высокому уровню ультрафиолетового излучения», объясняет Андреас Капплер. «И все же, микробная жизнь оказалась. Интересно, как это было возможно».Определенные бактерии, которым нужен свет, в состоянии съесть растворенное железо (Fe2 +) и выполнить фотосинтез в присутствии солнечного света.
Но в отличие от сегодняшних зеленых заводов, они не выпускали кислорода в процессе. Процесс производит ржавчину и другие железные полезные ископаемые как ненужные продукты.
У железных полезных ископаемых есть специальные качества – Они поглощают вредное ультрафиолетовое излучение, но часть солнечного света, необходимого для фотосинтеза, может все еще использоваться организмами. «Железо должно было сформироваться, полезные ископаемые было доступно в намного больших суммах в океанах, чем это сегодня», говорит Кэпплер. Есть много признаков, что бактерии фотосинтезирования жили в этих ранних океанах и окислили железо. «Мы можем все еще видеть результаты этого сегодня в форме огромных имеющих железо скал, известных как ленточные железные пласты. Они – самые большие залежи железа, которое мы имеем».
В их экспериментах geomicrobiologists подверг бактерии большим дозам ультрафиолетового излучения – или в присутствии или в отсутствии железных полезных ископаемых, которые производят сами бактерии. «В присутствии их собственной ржавчины значительно больше бактерий выжило и было активно», говорит Тина Годжер. «Мы также видели, что DNA бактериальных клеток понесла меньше ущерба. В наших экспериментах больше бактерий выжило с минеральным солнцезащитным кремом, чем без».
Новые результаты помогают исследователям понять, как очень ранние организмы выжили несмотря на высокий уровень радиации, и как жизнь даже смогла развиваться в мелких морях с достаточным солнечным светом.