Qırmızı dənizin dərinliklərindəki qəribə kəşf oksigensiz dövrdə həyatın necə yaşadığını üzə çıxara bilər

Qırmızı dənizin dərinliklərində aparılan yeni araşdırma Yer kürəsində atmosferdə oksigenin olmadığı ilk dövrlərdə həyatın hansı enerji mənbəyindən istifadə edərək mövcudluğunu davam etdirdiyinə dair yeni ipucları ortaya çıxarıb. Alimlərin əldə etdiyi nəticələrə görə, manqan və dəmirin iştirakı ilə baş verən kimyəvi reaksiyalar Yerin ilkin okeanlarında yaşayan mikroorqanizmlər üçün enerji mənbəyi rolunu oynamış ola bilər. Tədqiqatın nəticələri göstərir ki, bu proseslərin kimyəvi izləri onları yaradan mikroorqanizmlər yox olduqdan sonra belə uzun müddət qorunub qala bilər. Bu isə qədim Yer kürəsində həyatın necə formalaşdığı və oksigenin olmadığı şəraitdə necə mövcud olduğu barədə məlumat əldə etməyə imkan verə bilər.

Alimlər araşdırma zamanı Qırmızı dənizin dibində yerləşən, duzlu su hövzələrində — brin hovuzlarında yaşayan mikroorqanizmləri tədqiq ediblər. Bu hövzələr dəniz dibində yerləşən, son dərəcə yüksək duzluluğa malik su kütlələridir. Onların tərkibində oksigen demək olar ki, yoxdur və müxtəlif kimyəvi maddələrin yüksək konsentrasiyası müşahidə olunur. Bu səbəbdən belə mühitlər əksər canlılar üçün əlverişsiz hesab edilir. Bununla belə, xüsusi uyğunlaşma qabiliyyətinə malik mikroorqanizmlər — ekstremofillər — burada yaşaya bilir. Tədqiqatçılar aktiv brin hovuzlarından birini dəniz səthindən 1770 metr, yəni təxminən 5800 fut dərinlikdə araşdırıblar. Həmin hövzədə bakteriya və arxeyaların geniş yayıldığı müəyyən edilib. Bu iki qrup mikroorqanizm bir-birindən fərqli canlı qruplarına daxildir. Əvvəllər yüksək duzluluq və oksigensiz mühit səbəbindən brin hovuzlarının həyat üçün tamamilə əlverişsiz olduğu düşünülürdü. Lakin sonrakı araşdırmalar bu ekstremal mühitlərdə xüsusi uyğunlaşmış mikroorqanizmlərin yaşaya bildiyini göstərib.

Tədqiqatçılar brin hovuzunun dibindəki mikroorqanizmlər təbəqəsinin altında manqan, dəmir, molibden və mislə zəngin çöküntülər aşkar ediblər. Alimlər bu metal yataqları ilə həmin mühitdə yaşayan mikroorqanizmlər arasında əlaqənin olub-olmadığını müəyyənləşdirməyə çalışıblar. Bunun üçün aktiv brin hovuzundan götürülmüş çöküntü və üzvi maddə nümunələri hovuzlardan kənarda dəniz dibinin üç fərqli sahəsindən götürülmüş nümunələrlə müqayisə edilib. Müəyyən ərazilərdə, mikroorqanizmlər təbəqəsinin altında metalların konsentrasiyasının müqayisə üçün seçilmiş sahələrdəkindən 100 dəfədən çox yüksək olduğu müəyyənləşdirilib. Mikroorqanizm icmalarının bu kimyəvi proseslərlə əlaqəsini öyrənmək üçün tədqiqatçılar metagenomika və metatranskriptomika üsullarından istifadə ediblər. Metagenomika ətraf mühitdən əldə edilən genetik materialın araşdırılmasına, metatranskriptomika isə hansı genlərin aktiv olduğunu müəyyənləşdirmək üçün RNT-nin təhlilinə imkan verir. Genetik analiz nəticəsində aktiv brin hovuzunda Nitrospira kimi manqanı oksidləşdirən mikroorqanizmlər müəyyən edilib. Bu nəticə çöküntülərdə aşkar olunan oksidləşmiş dəmir və manqan birləşmələri ilə mikroorqanizmlər arasında mümkün bioloji əlaqənin olduğunu göstərir.

Oksidləşmə zamanı maddə elektron itirir. Bəzi mikroorqanizmlər isə metalları oksidləşdirən kimyəvi reaksiyalardan enerji əldə edə bilir.  Tədqiqatçılar hesab edirlər ki, manqanın Mn(II) formasından manqan oksidlərinə çevrilməsi Yer kürəsində atmosferdə oksigenin kəskin şəkildə artmasından əvvəl qədim mikroorqanizmlər üçün enerji mənbəyi ola bilərdi. Söhbət təxminən 2,4–2,2 milyard il əvvəl baş verdiyi düşünülən Böyük Oksidləşmə Hadisəsindən gedir. Həmin dövrdə atmosferdə oksigenin miqdarı əhəmiyyətli dərəcədə artıb. Bu baxımdan, Qırmızı dənizin dərinliklərində bu gün müşahidə olunan mikrobioloji və kimyəvi proseslər Yer kürəsinin oksigensiz ilkin okeanlarında həyatın hansı mexanizmlərlə enerji əldə etdiyini anlamaq üçün model rolunu oynaya bilər.

Tədqiqatçılar kimyəvi izlərin mikroorqanizmlər yox olduqdan sonra da qorunub qala bildiyinə dair əlavə sübutları ehtimal olunan “ölmüş” brin hovuzunda aşkar ediblər. Bu hövzə dəniz səthindən təxminən 1400 metr, yəni 4600 fut dərinlikdə yerləşir. Burada çöküntülərlə əhatələnmiş çökəklikdə ölmüş dəniz orqanizmləri aşkarlanıb. Çökəkliyin ətrafındakı mineral halqalar isə ərazidə əvvəllər brin hovuzunun mövcud olduğunu göstərib. Həmin çöküntülərdə aktiv brin hovuzundakı nümunələrə bənzər kimyəvi zənginləşmə müşahidə olunub. Buraya oksidləşmiş manqan və molibdenlə zəngin üzvi maddələr də daxildir.  Eyni kimyəvi izlərin həm aktiv, həm də artıq mövcud olmayan brin hovuzunda aşkar edilməsi alimlər üçün xüsusi əhəmiyyət daşıyır. Bu məlumat gələcəkdə qədim süxurlarda oxşar kimyəvi yataqların araşdırılmasına kömək edə bilər. Belə süxurlarda həmin yataqları yaradan mikroorqanizmlər artıq mövcud olmadığından, onların fəaliyyətini yalnız qorunub qalmış kimyəvi izlər əsasında müəyyənləşdirmək mümkündür.

Qədim okeanlarda həyat oksigensiz də enerji əldə edə bilərdi

Araşdırmanın nəticələri qədim okeanlarda metal elementlərinin zənginləşməsinin mütləq oksigen hasil edən fotosintez nəticəsində baş vermədiyi fikrini dəstəkləyir. Bu nəticə fotoavtotrof həyat formasının — işıq enerjisindən istifadə etməklə üzvi maddə istehsal edən orqanizmlərin — mövcudluğundan əvvəl də müəyyən kimyəvi proseslərin canlılar üçün enerji mənbəyi ola biləcəyini göstərir. Alimlər bildirirlər ki, bu istiqamətdə əlavə araşdırmalara ehtiyac var. Bununla belə, manqan və dəmirin oksidləşdirilməsi nəticəsində əldə edilən kimyəvi enerji Yer kürəsinin ən qədim okeanlarında yaşayan canlıların mövcudluğunu davam etdirməsinin mümkün yollarından biri ola bilər.

Bu kəşf həmçinin qədim Yer kürəsinin oksigensiz mühitində həyatın necə enerji əldə etdiyini və sonradan atmosferin oksigenlə zənginləşməsinin canlı aləmin təkamülünə necə təsir göstərdiyini anlamaq üçün yeni imkan yaradır.

mənbə: scitechdaily.com