Учёные из Санта-Барбары решили понять, что именно делала сера пару эпизодов Земли назад - примерно 3 миллиарда лет в прошлое (столько времени микробы преобразовывали её в сероводород); Как этот макронутриент (пищевые вещества, нужные человеку, белки, жиры...) существовал в воде? И зачем?
На озере Верхнее (Lake Superior), что на границе с Канадой, они нашли целый новый цикл серы, доселе неизвестный. И всё благодаря тому, что озеро очень бедное на питательные вещества, и в нём проще "посмотреть в прошлое", поскольку оно намного ближе к океанам древней Земли в плане насыщенности сульфатами.
Сульфат-ион (SO4), самая стандартная из форм серы, часто встречается в морской воде. Ближе к дну, где кислорода становится меньше, некоторые организмы перерабатывают SO4 в H2S (сероводород), за счёт чего и дышат. Причём сам сероводород может как откладываться на морском дне, так и быть почти сразу же поглощённым микроорганизмами при их дыхании.
Но фотосинтез активно начался примерно 2,5 миллиарда лет назад, тогда и распространились различные сульфаты, из-за перекачки кислорода в океан всякими цианобактериями (сине-зелёные водоросли). Но откуда тогда микробы получали сульфаты ДО этого времени?
Ответ пришёл из органической химии - одна из учёных обратила внимание на органическую серу - в её молекулах сера связана с углеродом (потому и органическая - всё, что связано с "C"). К ним относятся сульфитолипиды и аминокислоты с серой. И пусть в океанах сейчас сульфатов в миллионы раз больше, когда их не было, органическая сера была на вес золота.
И у учёной Александры Филлипс (Alexandra Phillips) возникли три вопроса:
- Какие микробы окисляют серу? (производят сульфатредукцию)
- Если органическая сера действительно в этом замешана, то какие типы соединений предпочитают микробы?
- И что, чёрт возьми, происходит с сероводородом?
Взяли две пробирки с образцами, где было много и где было мало кислорода. Ведь если есть кислород, можно не давиться сульфатами и, тем более, органической серой.
И там, где было меньше кислорода (уровень отложения сульфата был выше, максимален), нашли 8 групп сульфатредуцирующих микробов.
В плане предпочтения выяснилось, что сульфолипиды "вкуснее", чем аминокислоты с серой. На подобный процесс требуется энергия, но это ничто по сравнению с тем, что в другом варианте придётся восстанавливать (возвращать электроны) сероводород из сульфата.
Остался третий вопрос - куда пропадает сероводород? Иронично, но сероводород может вступать в реакции с органическими молекулами и превращаться в... органическую серу. Цикл замкнулся.
- Органическая сера не только подпитывает круговорот серы в качестве источника, но и в конечном итоге является поглотителем сероводорода, - сообщила Александра, ответив и на свой третий вопрос.
#Cirno #Science #Chemistry@cirno_nb #Geology@cirno_nb
Мы в VK: https://vk.com/cirno_nb
