Астробиологи выяснили, что 3,7 миллиарда лет назад древнейшие микроорганизмы уже вовсю использовали для ключевых биохимических реакций металл под названием молибден. Парадокс в том, что в архейском океане этого элемента днем с огнем было не сыскать, но древние клетки проявили чудеса упрямства, добывая его по крупицам.
Сегодня молибден — обычный рабочий инструмент клеточной биохимии. Он работает как мощный катализатор, находясь в самом центре ферментов, которые управляют важнейшими биологическими циклами углерода, азота и серы. Без него эти химические реакции все равно шли бы, но слишком медленно, чтобы поддерживать какую-либо сложную биосферу.
Поддержать нас на Boosty
Поддержать нас на Дзен
Долгое время исследователи полагали, что ранняя жизнь развивалась по принципу «бери что дают». Около 3,5 миллиарда лет назад, задолго до Кислородной катастрофы, атмосфера Земли была бескислородной. Это значит, что минералы на суше практически не окислялись и не вымывались в океан, из-за чего растворенного молибдена в воде почти не было. Зато хватало вольфрама. Логично было предположить (и эта гипотеза доминировала годами), что древние микробы сначала строили свой метаболизм на более доступном вольфраме, а на молибден перешли гораздо позже — когда Земля «надышалась» кислородом и реки смыли запасы новых металлов в море.
Команда биологов под руководством Бетюль Качар (Betül Kaçar) при поддержке NASA решила проверить эту стройную теорию. Их результаты, опубликованные в начале мая 2026 года в авторитетном журнале Nature Communications, полностью ломают старую парадигму.
Поскольку окаменелости не могут рассказать, какие именно ферменты работали внутри микробов миллиарды лет назад, авторы пошли другим путем. Они проанализировали геномные базы данных современных видов и с помощью вычислительного метода филогенетического согласования (phylogenetic reconciliation) реконструировали эволюционную историю белков, связывающих молибден и вольфрам. Ученые буквально проследили молекулярную родословную белков до самых корней древа жизни.
Оказалось, что активное использование молибдена уходит глубоко в эоархей и мезоархей — примерно на 3,3–3,7 миллиарда лет назад. Жизнь не стала дожидаться, пока океаны наполнятся нужным металлом. Она действительно параллельно экспериментировала с вольфрамом, но уже тогда начала выстраивать сложнейшие клеточные механизмы (от систем захвата до внутриклеточной транспортировки), чтобы целенаправленно выцеживать из окружающей среды редчайшие атомы молибдена.
«С геохимической точки зрения это контринтуитивно, — отмечает ведущий автор исследования, аспирантка Айя Клос (Aya Klos). — Молибдена на ранней Земле было крайне мало, особенно до появления кислородного фотосинтеза. Но по какой-то причине жизнь продолжала эволюционировать, упрямо создавая биохимические процессы, зависящие именно от него».
Где первые микробы брали этот дефицитный металл? Самое вероятное объяснение — подводные гидротермальные источники (черные курильщики). Там концентрация молибдена могла быть локально повышена. Микробные сообщества ютились вокруг этих подводных оазисов, старательно собирая драгоценный элемент для своих нужд.
Причина такой биологической избирательности кроется в исключительной химической универсальности молибдена. Его способность легко менять степени окисления (так называемая редокс-гибкость) и работать с невероятно широким спектром субстратов делала его идеальным инструментом для раннего метаболизма. Эволюционное преимущество от использования этого супер-катализатора с лихвой окупало огромные затраты энергии на его добычу.
Это открытие имеет прямое отношение к поиску внеземной жизни. Традиционно астробиологи оценивают потенциальную обитаемость экзопланет по тому, насколько богато они укомплектованы нужными биомаркерными элементами в правильных пропорциях. Однако новая работа доказывает: если химические свойства элемента идеальны для базовой биологии, жизнь найдет способ его достать.
Как метко подытожила профессор Бетюль Качар: «То, что элемент редок в окружающей среде, совершенно не означает, что жизнь не найдет способа его использовать и даже не построит на нем целую империю». Так что списывать со счетов далекие миры с «неправильным» химическим балансом пока явно рано.
Поддержать нас на Boosty
Поддержать нас на Дзен
Читайте также: Руда из Окло: древний ядерный реактор возрастом 2 миллиарда лет, которого не должно было существовать
Комментировать можно ниже в разделе “Добавить комментарий”.