Работа опубликована в журнале Microbes and Environments (M&E).
Ученые полагают, что этот механизм мог играть ключевую роль в переходный период, когда побочный продукт фотосинтеза становился топливом для новой формы жизни.
Так называемое Великое кислородное событие произошло примерно 2,3 млрд лет назад: цианобактерии начали активно производить кислород, что радикально изменило атмосферу и биосферу планеты, создав условия для появления животных и растений. Для древних анаэробных организмов кислород, напротив, был токсичен.
Чтобы смоделировать те времена, исследователи изучили пять горячих источников в Японии (в Токио, Аките и Аомори). Их вода содержит много закисного железа (Fe²⁺) и очень мало кислорода – такие условия были характерны для океанов до насыщения кислородом.
В четырех источниках доминировали микроаэрофильные железоокисляющие бактерии, превращавшие Fe²⁺ в Fe³⁺. Вместе с ними встречались фотосинтезирующие цианобактерии, но в меньшем количестве. В одном из источников выявили иную микробную экосистему с другой стратегией метаболизма.
Метагеномный анализ позволил восстановить более 200 геномов микроорганизмов. Ученые обнаружили, что одни бактерии использовали железо и кислород, а другие были задействованы в круговороте углерода, азота и даже серы. Последнее стало неожиданностью: серы в воде почти не было, но гены указывали на существование "скрытого" серного цикла.
Авторы считают, что результаты исследования не только помогают лучше понять историю Земли, но и расширяют горизонты астробиологии: планеты с железосодержащими океанами и низким содержанием кислорода могут оказаться обитаемыми благодаря аналогичным микробным сообществам.
А ранее ученые выяснили, у каких женщин риск смерти от рака груди самый высокий.