Добавить новость
ru24.net
News in English
Июль
2024
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31

An Ancient Partnership: Co-Evolution of Earth Environments and Microbial Life

0

NASA-supported scientists have examined the long and intricately linked history of microbial life and the Earth’s environment. By reviewing the current state of knowledge across fields like microbiology, molecular biology, and geology, the study looks at how microorganisms have both shaped and been shaped by chemical properties of our planet’s oceans, land, and atmosphere. The study combines data across multiple fields of study and discusses how information on the complicated history of life on our planet from a single field cannot be viewed in isolation.

An illustration of ancient Earth. It appears yellow/orange in color with hazy clouds covering much of the surface. The planet sits in a field of black.
An artist interpretation of the hazy atmosphere of Archean Earth – a pale orange dot.
NASA’s Goddard Space Flight Center/Francis Reddy

The first life on Earth was microbial. Today the vast majority of our planet’s biomass is still made up of tiny, single-celled microorganisms. Although they’re abundant, the history of microbes can be a challenge for astrobiologists to study. Microbes don’t leave bones, shells or other large fossils behind like dinosaurs, fish or other large organisms. Because of this, scientists must look at different evidence to understand the evolution of microbial life through time.

In order to study ancient microbes on Earth, astrobiologists look for isotopic fingerprints in rocks that can be used to identify the metabolisms of ancient communities. Metabolism refers to the conversion of food into energy, and happens in all living things. Many elements (think carbon (C), nitrogen (N), Sulfur (S), iron (Fe)) are involved in microbial metabolism. As microbes process these elements, they cause isotopic changes that scientists can spot in the rock record. Microbes also help to control how these elements are deposited and cycled in the environment, affecting geology and chemistry at both local and global scales (consider the role of microbes in the carbon cycle on Earth today).

The clear, light blue water of Lake Salda fills most of the frame. Across the lake, hills can be seen on the horizon. Beneath the water are yellowish structures that resemble balls of coral that are almost brain-like.
Rocks along the shoreline of Lake Salda in Turkey were formed over time by microbes that trap minerals in the water. These microbialites were once a major form of life on Earth.
NASA/JPL-Caltech

Another way to study ancient microbial life is to look back along the evolutionary information contained in the genetics of life today. Combining this genetic information from molecular biology with geobiological information from the rock record can help astrobiologists understand the connections between the shared evolution of the early Earth and early life.

For an example of geological evidence of microbial metabolism, we can consider the formation of banded iron formations (BIFs) on the ancient seafloor. These colorful layers of alternating iron- and silicon-rich sediment were formed from 3.8 billion to 1.8 billion years ago and are associated with some of the oldest rock formations on Earth. The red colors they exhibit are from their high iron content, showing us that the ocean of Earth was rich in iron during the 2 billion years in which these rocks were forming.

In the new study, the team of researchers provide a review of current knowledge, gleaning information into the early metabolisms used by microbial life, the timing of when these metabolisms evolved, and how these processes are linked to major chemical and physical changes on Earth, such as the oxygenation of the oceans and atmosphere.

Over time, the prevalence of oxygen on Earth has varied dramatically, in the ocean, in the atmosphere, and on land. These changes impacted both the evolution of the biosphere and the environment. For instance, as the activity of photosynthetic organisms raised oxygen levels in the atmosphere, creating new environments for microbial life to inhabit. Different nutrients were made accessible to life to fuel growth. At the same time, microbes that couldn’t survive in the presence of oxygen had to adapt, perish, or find a way to survive in environments where oxygen didn’t persist, such as deep in the Earth’s subsurface.

Dried up microbial structures are seen on the shore of the clear blue waters of a lake. The structures are bleached white in the Sun and look similar to brain-like coral.
Many microbial structures on the shores of Lake Salda are exposed as water levels drop, allowing scientists to study relationships between life and the surrounding environment.
Tim Lyons/University of California, Riverside

The new study explains our understanding of how oxygen levels have changed over time and spatial scales. The authors map different types of microbial metabolism, such as photosynthesis, to this history to better understand the “cause-and-effect relationship” between oxygen and the evolution of life on Earth. The paper provides important context for major changes in the course of evolution for the biosphere and the planet.

By carefully considering the history of different types of microbial metabolisms on Earth, the review paper shows how biogeochemical cycles on our planet are inextricably linked through time over both local and global scales. The authors also discuss significant gaps in our knowledge that limit interpretations. For instance, we do not know how large the young biosphere on Earth was, which limits our ability to estimate the global effects of various metabolisms during Earth’s earliest years. Similarly, when using genetic information to look back along the tree of life, scientists can estimate when certain genes first appeared (and thereby what types of metabolisms could have been used at the time in living cells). However, the evolution of a new type of metabolism at a point in history does not necessarily mean that that metabolism was common or had a large enough effect in the environment to leave evidence in the rock record.

According to the authors, “The history of microbial life marched in step with the history of the
oceans, land and atmosphere, and our understanding remains limited by how much we still do not know about the environments of the early Earth.”

Illustration of a planet and its star on an empty black background. The planet is large, in the foreground at the center and the star is smaller, in the background at the upper left.
This is an illustration of exoplanet WASP-39 b, also known as Bocaprins. NASA’s James Webb Space Telescope provided the most detailed analysis of an exoplanet atmosphere ever with WASP-39 b analysis released in November 2022. Webb’s Near-Infrared Spectrograph (NIRSpec) showed unambiguous evidence for carbon dioxide in the atmosphere, while previous observations from NASA’s Hubble and Spitzer Space Telescopes, as well as other telescopes, indicate the presence of water vapor, sodium, and potassium. The planet probably has clouds and some form of weather, but it may not have atmospheric bands like those of Jupiter and Saturn. This illustration is based on indirect transit observations from Webb as well as other space and ground-based telescopes. Webb has not captured a direct image of this planet.
NASA, ESA, CSA, Joseph Olmsted (STScI)

The study also has wider implications in the search for life beyond Earth. Understanding the co-evolution of life and the environment can help scientists better understand the conditions necessary for a planet to be habitable. The interconnections between life and the environment also provide important clues in the search for biosignature gases in the atmospheres of planets that orbit distant stars.

The study, “Co‐evolution of early Earth environments and microbial life,” was published in the journal Nature Reviews. Additional information on the study is available from the University of California, Riverside.

Click here to return to the NASA Astrobiology page.

Share

Details

Last Updated
Jul 18, 2024

Related Terms




Moscow.media
Частные объявления сегодня





Rss.plus



Певец Дмитрий Камский готовит к релизу новый сингл "Песня Земли"

19 июля: какой сегодня праздник, что было в этот день

Письмо генеральному прокурору и отмена выборов - чем может обернуться избрание нового главы города Сочи?

Москва слезам не верит: в ТПП РФ подержали инициативу по защите прав предпринимателей


Кутюрная коллекция Chanel осень-зима 2024

Спа-наслаждения от Canopy by Hilton Seychelles

Фестиваль «Имена России» собрал талантливую молодёжь со всей страны

Кутюрная коллекция Balenciaga осень-зима 2024


Biden's anger bleeds through as party weighs his future

Suspect arrested for ‘threatening to kill Trump and his VP pick JD Vance’ in Florida days after assassination attempt

Bears Reportedly Played A Big Part In Giants Losing Saquon Barkley

Faculty of International Journalism and Mass Communications Eurasian International University is conducting an additional intake of applicants!


Нарколог рассказал о связи алкоголя и слабоумия

Москва слезам не верит: в ТПП РФ подержали инициативу по защите прав предпринимателей

О нем написана книга: проект внедрения Итилиум номинирован на конкурс «1С:Проект года»

Сила «Грузовичкоф» – в корпоративной культуре 


Двадцать пять человек за одним столом под звуки караоке – это было шедеврально!

CD Projekt's Pawel Sasko tells the inspiring tale of how an Estonian beet farmer in Australia became a senior quest designer on The Witcher 4

Интервью AppTime с компанией Innova: релиз Gran Saga в России, внутриигровая оплата и «Масленица» в корейской MMO

Yesterday I ignored 10 tornado warnings to finish a Destiny 2 raid, didn't get the exotic drop, and disappointed my fiancée. Is there some sort of lesson here?


Фотомагазин PYN: ваш надійний партнер у світлі та фотографії


Скиппинг и танцы: как тренировки со скакалкой влияют на физическое здоровье

Shaman назвал выступление у посольства США ответом РФ на блокировку на YouTube

Бренд экологичной одежды первым в мире сообщил о нападении анти-эко-активисток

Shaman объяснил, почему выступил у посольства США в Москве




Певец Дмитрий Камский готовит к релизу новый сингл "Песня Земли"

19 июля: какой сегодня праздник, что было в этот день

Старовойт назвали сроки начала строительства ВСМ Москва – Петербург

Владислав Овчинский: жители дома на Радужной улице начали переезд в новостройку по программе реновации


Бобровский сожалеет, что не сможет привезти Кубок Стэнли в Россию

Г.А. Зюганов в Telegram-канале. По инициативе КПРФ состоялся кибертурнир «Красный мяч»

В Ростовской области почти 550 тысяч дончан трудоустроены неформально

Дошутился до ареста. Блогер Эдвард Бил опять оскандалился


Рублева призвали успокоиться

Панова и Сизикова выиграла турнир WTA в Палермо в парном разряде

Теннисистку из Красноярска допустили до Олимпиады в Париже

Красноярскую теннисистку Мирру Андрееву допустили на Олимпиаду в Париже


Строительство ВСМ Москва – Санкт-Петербург должно начаться в 2024 году

Уборку и благоустройство территорий провели в 15 округах Подмосковья

Ефимов: 240 арендованных помещений выкупили предприниматели в Москве в 2024 году

Туристов за рубежом могут оштрафовать на 600 евро из-за одежды


Музыкальные новости

Бомжи поселились в эксклюзивном лимузине Пугачевой

Лица без определенного места жительства поселились в лимузине Аллы Пугачевой

Семья сотрудника Улан-Удэнского ЛВРЗ одержала победу в федеральном конкурсе

Гроссмейстер из Бурятии Жамсаран Цыдыпов продолжает лидировать на турнире «Moscow Open – 2024», набрав 6,5 очков после 7 туров, на пол-очка отстают Борис Савченко, Сергей Волков и Владимир Захарцов



Shaman объяснил, почему выступил у посольства США в Москве

Shaman назвал выступление у посольства США ответом РФ на блокировку на YouTube

Москва слезам не верит: в ТПП РФ подержали инициативу по защите прав предпринимателей

Скиппинг и танцы: как тренировки со скакалкой влияют на физическое здоровье


У посольства США в Москве прошел митинг-концерт Shaman против блокировки на YouTube

Москва слезам не верит: в ТПП РФ подержали инициативу по защите прав предпринимателей

Юлия Пересильд споет на крыше

Мужской волейбольный клуб "Держава" оказался в семёрке сильнейших команд России


Схема движения транспорта изменится в центре столицы

Четыре улицы в Москве стали пешеходными 20 и 21 июля

Еженедельный вестник катастроф

Спасатели достали полуторагодовалого ребенка из запертого автомобиля в Москве


Путин назначил Агафонова главой Экспертного управления президента

Заинтересовавший Владимира Путина хит семьи Рыбачевых презентовали на радиостанциях «Газпром-Медиа»

Семьи работников заводов АО "Желдорреммаш" стали призерами федерального конкурса «Это у нас семейное»

Кремль: Россия и Северная Корея работают по достигнутым в Пхеньяне договоренностям





Вернет молодость и снизит воспаление: диетолог Писарева рассказала о пользе черники

Скиппинг и танцы: как тренировки со скакалкой влияют на физическое здоровье

Актрису Марию Аронову увезли в Боткинскую больницу в Москве

Лихорадка, рвота, диарея: иммунолог Болибок назвал симптомы листериоза


В центре Киева снесли особняк Зеленских

Усадьбу Зеленских снесли в Киеве

В Киеве из-за незаконного сноса Дома Зеленских XIX века возбудили уголовное дело

Уκpaинcκaя пpοпaгaндa: Ροccийcκaя гиpя для ΚΗΡ κудa увecиcтee уκpaинcκοй


Малкин в шутку раскритиковал Овечкина во время матча звезд КХЛ и НХЛ

«Локомотив» в матча-открытия сезона РПЛ с трудом обыграл «Акрон»

"Динамо" и "Факел" назвали стартовые составы на матч первого тура РПЛ

Скиппинг и танцы: как тренировки со скакалкой влияют на физическое здоровье


Лукашенко утвердил окончательный состав уполномоченных представителей главы государства в областях и Минске



Сергей Собянин сообщил о начале реставрации фасадов дворца Дурасова

Собянин: Умные камеры помогают улучшить движение по МКАД и другим магистралям

Собянин объявил о начале строительства станции метро "Рублево-Архангельское"

Собянин рассказал, какие современные технологии используются при строительстве метро


Богомолу и осе комфортно в нашей полосе: почему в Москве появились необычные насекомые

Москвичам пообещали на будущей неделе классическую июльскую погоду

«Метриум»: Старт бронирования в мультиквартале VEER

Объединившись, сохраним животный мир для будущего


В Минтрансе назвали сроки начала строительства ВСМ Москва – Санкт-Петербург

"Локомотив" и "Акрон" забили пять мячей на двоих в первом матче РПЛ

Фаворита матча между ФК «Ростов» и ЦСКА не смогли определить даже букмекеры

На прогулку с Буруновым: где в Москве можно случайно встретить актера?


ТСД SAOTRON RT41 GUN: практичный, производительный, надёжный

Архангельская область в топе регионов по лесовосстановлению

Собянин объявил о начале строительства станции метро "Рублево-Архангельское"

Пассажир самолета в Пулково открыл аварийный люк из-за жары в салоне


В чем особенность приготовления лапши вок?

Краеведческое посвящение «Здесь артековская слава начинала свой поход»

Час духовности «Приняла крещенье Русь»

Выставка-персоналия «Замечательный русский беллетрист» к 250-летию со дня рождения М.Н.Загоскина, русского писателя и драматурга


Директор Театра Российской армии Милена Авимская приняла участие в мастер-классе в Грачевском парке

Дошутился до ареста. Блогер Эдвард Бил опять оскандалился

В Ростовской области почти 550 тысяч дончан трудоустроены неформально

Источник 360.ru: мужчина лишился головы под колесами поезда на юге Москвы












Спорт в России и мире

Новости спорта


Новости тенниса
WTA

Панова и Сизикова вышли в финал турнира WTA в Палермо в парном разряде






В Ростовской области почти 550 тысяч дончан трудоустроены неформально

Дошутился до ареста. Блогер Эдвард Бил опять оскандалился

В Госдуме связали вспышку листериоза с деятельностью биолабораторий США

Жители Ховрино просят установить шумозащитные экраны на Зеленоградской улице