Bacteria and oxygen Бактерии и кислород

It is noteworthy that the bacteria poisoned the Earth with oxygen.

Примечательно, бактерии отравили Землю кислородом.

Many of us, coming out of the stuffy workroom into the street in the evening, breathe in the fresh air of twilight with pleasure. Such a thing would hardly have been possible 4 billion years ago. Because the composition of the air in those distant times was completely different. Although the atmosphere around the Earth was already there.

Многие из нас, выйдя вечером из душного рабочего помещения на улицу, с удовольствием вдыхают свежий воздух сумерек. Подобное вряд ли было бы возможно 4 млрд лет назад. Потому что состав воздуха в те далекие времена был совсем другим. Хотя атмосфера вокруг Земли уже была.

The air shell of our planet appeared with her. However, there was no oxygen in it at all at that time. The fact is that, as we remember from the chemistry course, this gas has a fantastic ability to enter into a chemical reaction with almost any substance. Therefore, all the oxygen that appeared on Earth from time to time in a free state was immediately spent on the oxidation of various metals, the good thing that in those distant times there were much more of them on the surface of the planet than now.

Воздушная оболочка нашей планеты появилась вместе с ней самой. Однако кислорода в ней тогда не было совсем. Дело в том, что, как мы помним из курса химии, этот газ обладает фантастической способностью вступать в химическую реакцию практически с любым веществом. Поэтому весь кислород, который время от времени появлялся на Земле в свободном состоянии, сразу же тратился на окисление различных металлов, благо, что в те далекие времена их на поверхности планеты было куда больше, чем сейчас.

The atmosphere itself consisted mainly of a variety of combustible gases like methane, ammonia and its derivatives, as well as carbon dioxide and sulfur dioxide. They were abundantly supplied to the air environment by ancient volcanoes, which were very active and numerous, we can say that the whole planet was then one continuous volcano. Because of this, it would be impossible for a modern person to walk on the surface of the planet without holding his nose because of the terrible smell.

Сама же атмосфера в основном состояла из разнообразных горючих газов вроде метана, аммиака и его производных, а также углекислоты и сернистых газов. Их обильно поставляли в воздушную среду древние вулканы, которые были весьма активны и многочисленны, можно сказать, вся планета тогда представляла собой один сплошной вулкан. Из-за этого по поверхности планеты современному человеку было бы невозможно пройтись, не зажав носа из-за ужасного запаха.

In addition, these gases are absolutely not suitable for the majority of modern inhabitants of the Earth to breathe them. But ancient organisms, apparently, such a composition of the atmosphere did not interfere with breeding and multiplying at all. And also slowly change the airspace of the planet.

Кроме того, эти газы абсолютно не подходят для того, чтобы большинство современных обитателей Земли ими дышали. Но древним организмам, судя по всему, подобный состав атмосферы ничуть не мешал плодиться и размножаться. А также потихоньку изменять воздушное пространство планеты.

The remains of the first microorganisms are known from deposits on the territory of Greenland. Their age is 3.9 billion years. Interestingly, according to paleontologists, it was at this time that the first reservoirs began to appear on earth. The water was formed as a result of volcanic vapor deposition. It was still very small, the water masses at that time did not even completely fill the deepest oceanic depressions like the Mariana Trench. However, it was water that became the first home for the newly appeared living creatures, because only in it they could find food and at least some protection from harmful ultraviolet radiation.

Остатки первых микроорганизмов известны из отложений на территории Гренландии. Их возраст равен 3,9 млрд лет. Интересно, что, по данным палеонтологов, именно в это время на земле стали появляться первые водоемы. Вода образовалась в результате осаждения вулканического пара. Ее было пока что очень мало, водные массы в те времена даже не заполнила целиком самые глубокие океанические впадины вроде Марианского желоба. Однако именно вода стала первым домом для только-только появившихся живых существ, ибо только в ней они могли найти себе пищу и хоть какую-то защиту от губительного ультрафиолетового излучения.

Almost everything served as food for these “pioneers of life” in those days. They ate each other with pleasure, sucked up nutritious organic substances from the water column, something like a consomme broth, and also created them themselves in their organisms, using inorganic spare parts from the environment for this. Scientists call the latter method chemosynthesis. Energy was needed for it — and the primordial bacteria received it by decomposing various substances that “floated” around them, for example, the same methane, as you can see, combustible gas for culinary purposes was not used by people at all.

Пищей же этим “пионерам жизни” в те времена служило практически все. Они с удовольствием поедали друг друга, всасывали из толщи воды питательные органические вещества, что-то вроде бульончика консоме, а также сами создавали их в своих организмах, используя для этого неорганические запчасти из окружающей среды. Последний способ ученые называют хемосинтез. Для него была нужна энергия — и первобактерии получали ее, разлагая различные вещества, что “плавали” вокруг них, например, тот же метан, как видите, горючий газ для кулинарных целей первыми стали использовать вовсе не люди.

And only one source of energy — light — was not yet available to ancient organisms. Moreover, they mostly tried to hide in the shadows, being afraid of the harmful ultraviolet light that destroyed their bodies. But some of them soon found a very interesting way to protect themselves from this scourge. They began to produce special protective substances, scientists call them pigments that absorbed light. Thanks to such a protector, it was no longer possible to huddle in dark corners, but to swim proudly in lighted places without any risk to health.

И лишь один источник энергии — свет — был пока недоступен для древних организмов. Более того, они в массе своей старались прятаться в тени, пугаясь губительного для них ультрафиолета, который разрушал их тела. Но некоторые из них вскоре нашли весьма интересный способ защититься от этой напасти. Они стали вырабатывать особые защитные вещества, ученые называют их пигментами, которые поглощали свет. Благодаря такому протектору можно было уже не жаться по темным углам, а горделиво плавать в освещенных местах без всякого риска для здоровья.

Soon, some of these “multicolored” bacteria discovered another amazing thing. It turns out that the light captured by the pigment can be used for “kitchen” purposes, that is, thanks to it, to obtain the energy necessary for the synthesis of nutrients. Thus, photosynthetic organisms appeared in the history of the Earth and life on it. By the way, the first of them are present in the Greenland sediments, which we have already mentioned, although their number is very small.

Вскоре некоторые из этих “разноцветных” бактерий открыли для себя еще одну удивительную вещь. Оказывается, уловленный пигментом свет можно использовать в “кухонных” целях, то есть благодаря нему получать энергию, необходимую для синтеза питательных веществ. Так, в истории Земли и жизни на ней возникли фотосинтезирующие организмы. Кстати, первые из них в гренландских отложениях, о которых мы уже упоминали, присутствуют, хотя их количество весьма невелико.

But, as we remember, in the process of photosynthesis, a very dangerous destructive gas is often released, which in billions of years the ancient Greeks will call oxygen. It can be very dangerous for bacteria, because by reacting with various molecules from their organisms, it causes their destruction. However, in those days this danger was not so great — there were a lot of iron compounds in the water, and the aggressive gas attacked them, leaving the bacteria alone.

Но, как мы помним, в процессе фотосинтеза часто выделяется весьма опасный разрушительный газ, который через миллиарды лет древние греки назовут кислород. Он может быть весьма опасен для бактерий, поскольку, реагируя с различными молекулами из их организмов, вызывает их разрушение. Однако в те времена эта опасность была не столь велика — в воде было много соединений железа, и агрессивный газ набрасывался на них, оставляя бактерий в покое.

And then our unicellular “discoverers” came to another phenomenal conclusion. It turns out that harmful oxygen can be used to decompose food! At the same time, energy is obtained several times more than with oxygen-free “digestion». After a significant part of organisms switched to a more profitable way of processing food, and oxygen respiration is nothing more than the process of “burning” food with the help of oxygen with the release of energy, the places of accumulation of oxygen from deserts turned into very visited “hangouts».

И тут наши одноклеточные “первооткрыватели” пришли к еще одному феноменальному выводу. Оказывается, вредный кислород можно использовать для того, чтобы разлагать пищу! При этом энергии получается в несколько раз больше, чем при бескислородном “переваривании”. После того, как значительная часть организмов перешла на более выгодный способ обработки пищи, а ведь кислородное дыхание есть не что иное, как процесс “сгорания” пищи при помощи кислорода с высвобождением энергии, места скопления кислорода из пустынь превратились в весьма посещаемые “тусовки”.

Scientists believe that this happened about 3 billion years ago. And although oxygen-dependent bacteria themselves used the gas they produced, it was still released much more than necessary during photosynthesis. Their bodies after death fell to the bottom, where there was no oxygen yet, which means that it was not spent on decomposition of the remains, on rotting.

Ученые считают, что это произошло около 3 млрд лет назад. И хотя кислородозависимые бактерии сами использовали вырабатываемый ими газ, все равно при фотосинтезе его выделялось значительно больше, чем нужно. Их тела после смерти падали на дно, где кислорода еще не было, а значит, он не расходовался на разложение останков, на гниение.

At first, all the excess oxygen was spent on the oxidation of iron compounds. But about 2 billion years ago, there were very few of them left in the water: some were oxidized, others went into the earth’s crust. From that moment on, all free oxygen began to flow into the water, and after its saturation — into the atmosphere. Approximately 1.7-1.8 billion years ago, the ”oxygen revolution” as a whole was coming to an end, and an atmosphere was formed on our planet in which this gas was one percent of the current content. At the same time, apparently, the first, still very thin, ozone layer began to form. Its appearance once and for all saved the ancient inhabitants of the Earth from the fear of ultraviolet radiation.

Сначала весь лишний кислород уходил на окисление соединений железа. Но примерно 2 млрд лет назад таковых в воде осталось очень мало: одни окислились, другие ушли в земную кору. С этого момента весь свободный кислород стал поступать в воду, а после ее насыщения — и в атмосферу. Примерно 1,7-1,8 млрд лет назад ”кислородная революция” в целом завершается, и на нашей планете образуется атмосфера, в которой этот газ составлял один процент от современного содержания. Тогда же, судя по всему, начал образовываться и первый, еще совсем тонкий, озоновый слой. Его появление раз и навсегда избавило древних обитателей Земли от страха перед ультрафиолетовым излучением.

However, from the point of view of some creatures who have not been able to switch to oxygen respiration, this process should be called differently: “Irreversible oxygen poisoning of the planet’s atmosphere.” Hard times came for them — they had to hide in places where this gas had not yet been able to accumulate in sufficient quantities, and the latter were becoming less and less.

Впрочем, с точки зрения некоторых существ, которые так и не смогли перейти на кислородное дыхание, этот процесс следовало бы назвать иначе: “Необратимое отравление кислородом атмосферы планеты”. Для них наступили тяжелые времена — им пришлось прятаться в тех местах, где этот газ еще не смог накопиться в достаточных количествах, а последних становилось все меньше и меньше.

Protected by an ozone shield, oxygen-producing and consuming microorganisms have multiplied in incredible quantities, giving more and more new forms of life, including multicellular algae. These, in turn, increased oxygen production many times. Eventually, 550 million years ago in the earth’s atmosphere, this gas reached a fraction of twenty percent of its total composition. That’s how much of it there is in the earth’s air today.

Защищенные озоновым экраном производящие и потребляющие кислород микроорганизмы расплодились в невероятных количествах, давая все новые и новые формы жизни, в том числе и многоклеточные водоросли. Эти, в свою очередь, во много раз увеличили выработку кислорода. В конечном итоге 550 млн лет назад в атмосфере земли этот газ достиг доли в двадцать процентов от общего ее состава. Именно столько его имеется в земном воздухе и сегодня.

Apparently, this amount of oxygen is normal to support life on Earth. In its entire history, the content of this gas in the atmosphere briefly increased only once, namely 360 million years ago in the Carboniferous period. But this is a completely different story.

Судя по всему, такое количество кислорода является нормальным для поддержания жизни на Земле. За всю ее историю содержание этого газа в атмосфере ненадолго возросло лишь один раз, а именно 360 млн лет назад в каменноугольном периоде. Но это уже совсем другая история.

Of course, information and photos are borrowed on the Internet to broaden the horizons and awareness of the possibilities of increasing scientific research.

Безусловно, информация и фотографии позаимствованы в Интернете для расширения кругозора и осознания возможностей наращивания научных исследований.

Аватар пользователя admin

Spread the love

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *