Жизнь на Земле могла зародиться из органического углерода метеоритов

Существует гипотеза, что ранняя жизнь на Земле была автотрофной, потому что первым гетеротрофным организмам не хватало доступных органических молекул. Основным источником органического углерода тогда был углекислый газ. Но в то же время молодую Землю бомбардировали метеориты, которые потенциально могли быть источником органического углерода — углистые хондриты.

Экспериментально доказано, что на этом метеоритном материале возможен рост микроорганизмов. Однако предыдущие опыты проводились в аэробных условиях и при температуре, которая вряд ли существовала на ранних стадиях зарождения Земли. Другие эксперименты показали, что в анаэробных условиях на том же материале микроорганизмы развиваются, но синтез биомассы из органического углерода метеоритов ранее не демонстрировали.

Британские астробиологи решили восполнить этот пробел. Они обнаружили, что метеоритный органический углерод использовался анаэробными микроорганизмами для питания и роста. Их результаты показывают, что этот источник энергии мог поддерживать раннюю биосферу планеты. Исследование опубликовано в журнале Scientific Reports.

Гистограммы численности семейств бактерий, растущих на углистом хондрите Aguas Zarcas и контрольных группах / © Annemiek C. Waajen et al.

Для эксперимента ученые взяли сообщество микроорганизмов из донных отложений эдинбургского пруда. В качестве метеоритного материала они выбрали образцы хондрита «Aguas Zarcas», упавшего в 2019 году в Коста-Рике. Метеорит был отличным кандидатом, потому что в нем содержались минимальные загрязнения земной органикой.

Исследователи добавили культуры организмов в контрольную среду и к метеоритному материалу и наблюдали в течение 14 и 33 дней соответственно. На порошке «Aguas Zarcas» рост происходил медленнее, но бактерии, меченные стабильным изотопом углерода 13С, показали перенос углерода из метеорита в микробную биомассу.

К тому же состав сообществ микроорганизмов, выращенных на «Aguas Zarcas», изменился — помимо многочисленных псевдомад (Pseudomonadaceae) после 14 дней наблюдений возникли и другие семейства бактерий. На основе этих результатов, астробиологи сделали вывод, что метеоритная органика могла быть источником углерода на ранней Земле. Также, как отмечают авторы, это подтверждает возможность гетеротрофного метаболизма у первых микроорганизмов.