Океаны нашей планеты придают ей голубой цвет, который заметно даже из космоса. Именно поэтому ее прозвали «Голубым Мрамором» (Blue Marble). Впрочем, Земля не всегда была символом голубизны, ведь новые исследования указывают, что раньше океаны могли иметь совсем другой цвет. Ученые из Университета Нагои (Япония) предполагают, что более 2 млрд лет назад вода на планете переливалась зелеными тонами. Это открытие не только проливает свет на прошлое Земли, но и может стать ключом к поиску жизни вне Солнечной системы. Результаты исследования опубликованы в Nature Ecology & Evolution.
Эра железа и первых организмов
Земля сформировалась 4,5 млрд лет назад, но первые формы жизни появились только через 800 млн лет. Однако даже в безжизненный период планету покрывали глубокие океаны, богатые двухвалентным железом. Этот металл, который выделялся из гидротермальных источников, определял не только химический состав воды, но и ее цвет. Исследователи считают: железо поглощало синие и красные волны света и рассеивало зеленые. По мнению ученых, это придало океанам более зеленый оттенок. Итак, цианобактерии продолжали производить фикобилины, чтобы поглощать свет сквозь зеленый цвет.
Все изменилось с появлением цианобактерий — одних из первых организмов, способных к фотосинтезу. Около 4 миллиардов лет назад они начали производить кислород, который вступил в реакцию с железом. В результате двухвалентное железо превратилось в трехвалентное (нерастворимое, похожее на ржавчину), которое постепенно оседало на дне. Процесс длился миллионы лет, пока железо не выпало в осадок. Со временем океаны потеряли зеленоватый оттенок, став голубыми.
Генетический ключ к загадке
Почему же цианобактерии использовали фикобилины — пигменты, которые поглощают зеленый свет, — вместо хлорофилла? Ответ нашли в их генах. Команда под руководством Таро Мацуо обнаружила, что древние микроорганизмы имели белок фикоэритрин, специализированный для сбора именно зеленых волн.
«Эта адаптация позволила им выживать в условиях, где железо доминировало в воде. Фикобилины были их эволюционным оружием», — объясняет Мацуо.
От скептицизма к открытию
Интересно, что сам Мацуо сначала не верил в собственную гипотезу. В 2021 году он начал исследования с целью опровергнуть идею зеленых океанов. Однако компьютерные модели, которые воспроизводили световые спектры архейской эры, показали: при высоком содержании железа вода действительно приобретала зеленоватый цвет, а не красный, как считалось ранее. Последней точкой стали исследования 2023 года возле японского острова Иво, где местные воды из-за геологических особенностей имеют уникальную зеленую окраску, похожую на древние океаны.
Это открытие меняет представление о том, как жизнь влияет на планету. Производя кислород, цианобактерии не только изменили цвет океанов, но и вызвали Кислородную катастрофу 2,4 млрд лет назад, что сделало Землю пригодной для сложных форм жизни. Кроме того, знание о «цветных маркерах» океанов поможет в поиске экзопланет: анализируя спектр света, отражающегося от далеких миров, астрономы смогут определять потенциальные очаги жизни.
Ранее мы сообщали о том, как парниковые газы помогут нам обнаружить инопланетян.
По материалам popsci.com
