Изотопные данные свидетельствуют о начале биологической азотфиксации с участием Mo-нитрогеназы 3,2 млрд лет назад
Isotopic evidence for biological nitrogen fixation by molybdenum-nitrogenase from 3.2 Gyr. Eva E. Stüeken, Roger Buick, Bradley M. Guy, Matthew C. Koehler. Nature. 2015. Vol. 520. No 7549. P. 666–669.
Азот является важнейшим питательным веществом для всех организмов с самого зарождения жизни на Земле. Абиотические процессы, такие как гидротермальное восстановление, фотохимические реакции или атмосферные электрические разряды молний могли способствовать преобразованию атмосферного N2 в усвояемые организмами формы азота – NH4+, HCN или NOx, участвующие затем в биогенных процессах азотфиксации. Однако вряд ли эти процессы были сильно развиты в архее в силу крайней ограниченности первичной биосферы Земли. Одним из важнейших событий геологической истории, повлиявших на активное распространение жизни, было появление нитрогеназ – комплекса ферментов, осуществляющих процесс фиксации атмосферного азота с преобразованием N2 в органический NH4+. Однако время появления нитрогеназ было до конца не ясно. Авторы изучили изотопные отношения азота в древних (3,2–2,75 млн лет), первично осадочных (морских и речных), породах разной степени метаморфизма: от пренит-пумпеллиитовой до зеленокаменной фаций. Медианные значения δ15N в этих породах составили 0,0 ±1,2‰. Подобные отношения не могли возникнуть лишь в результате абиотических процессов или потребовали бы значительного отрицательного фракционирования. Авторы предполагают, что 3,2 млрд лет назад на Земле начались процессы биогенной азотфиксации с участием Mo-нитрогеназы. Результаты исследования показывают, что уже в середине архея, задолго до Великой кислородной катастрофы, благодаря присутствию в водах древнего океана биодоступной формы молибдена, была возможна биологическая фиксация азота.
В.В. Стрекопытов