Залізо є важливою поживною речовиною, яка потрібна майже всьому життю для зростання і процвітання. Важливість заліза сходить до формування планети Земля, де кількість заліза в кам'янистій мантії Землі була «задана» умовами, в яких формувалася планета, і мала серйозні наслідки для розвитку життя.
Тепер вчені з Оксфордського університету розкрили ймовірні механізми, за допомогою яких залізо впливає на розвиток складних форм життя, що також може бути використано для розуміння того, наскільки ймовірними (або малоймовірними) можуть бути розвинені форми життя на інших планетах.
«Початкова кількість заліза в породах Землі» визначається «умовами планетарної аккреції, під час якої металеве ядро орід Землі відокремлюється від її кам'янистої мантії», - говорить автор дослідження Джон Вейд.
"Занадто мало заліза в кам'янистій частині планети, такій як планета Меркурій, і поява життя малоймовірна. Занадто багато, як на Марсі, і воду може бути важко утримати на поверхні в часи, пов'язані з еволюцією складного життя ".
Спочатку умови утримання заліза на Землі були оптимальними для забезпечення утримання води на поверхні. Залізо також було б розчинне в морській воді, що робило його легко доступним, щоб дати простим формам життя поштовх у розвитку.
Однак рівень кисню на Землі почав зростати приблизно 2,4 мільярда років тому (це називається «Великою подією оксигенації»). Збільшення кількості кисню викликало реакцію з залізом, в результаті чого воно стало нерозчинним. Гігатонни заліза випали з морської води, де вона була набагато менш доступна для форм життя, що розвиваються.
«Життя мало знайти нові способи отримати необхідне їй залізо», - кажуть дослідники. "Наприклад, інфекція, симбіоз і багатоклітинність - це моделі поведінки, які дозволяють життю більш ефективно вловлювати і використовувати цю дефіцитну, але життєво важливу поживну речовину. Прийняття таких характеристик призвело б до того, що ранні форми життя стали ще більш складними і еволюціонували в те, що ми бачимо навколо нас сьогодні ".
Потреба в залізі як рушійній силі еволюції і, як наслідок, розвитку складного організму, здатного засвоювати погано доступне залізо, може бути рідкісним або випадковим явищем. Це має значення для того, наскільки ймовірна наявність складних форм життя на інших планетах.
"Невідомо, наскільки поширене розумне життя у Всесвіті, - кажуть вчені. - Наші концепції передбачають, що умов, що підтримують зародження простих форм життя, недостатньо для забезпечення подальшої еволюції складних форм життя. Може знадобитися подальший відбір щодо серйозних змін навколишнього середовища - наприклад, як життя на Землі повинно було знайти новий спосіб доступу до заліза. Такі часові зміни в планетарному масштабі можуть бути рідкісними або випадковими, що означає, що ймовірність розумного життя також може бути низькою ".
Однак тепер знання того, наскільки важливо залізо для розвитку життя, може допомогти в пошуку відповідних планет, на яких могли б розвиватися форми життя.
Оцінюючи кількість заліза в мантії екзопланет, тепер можна звузити коло пошуку екзопланет, здатних підтримувати життя.
Дослідження було опубліковано в журналі PNAS.