Как фотосинтез изменил планету
Два с половиной миллиарда лет назад одноклеточные организмы, цианобактерии, научились использовать солнечный свет для расщепления молекул воды (H2O). Это давало им энергию для жизни и привело к выбросу кислорода в атмосферу, где его раньше не было. Эти древние "инженеры среды" ответственны за жизнь вокруг нас.
Суть работы учёного
Я геобиолог. Моя задача — понять, как и почему работает наша планета. В истории Земли было всего несколько "сингулярностей" — фундаментальных изменений во взаимодействии планеты и жизни. Фотосинтезирующие цианобактерии перестроили планету. Фотосинтез привёл к появлению растений и животных.
Кислород, который они произвели, был высокотоксичным для многих древних микробов, неспособных с ним справиться, что вызвало одно из массовых вымираний.
Мы хотим понять, почему это произошло. Бактерии не оставляют окаменелостей, но оставляют метаболические сигнатуры в осадочных породах, влияя на их элементный состав и соотношение изотопов. Анализируя эти данные, мы можем восстановить картину прошлого.
Почему это важно сегодня?
Есть две ключевые причины:
- Энергетика. Идёт активная работа над созданием "солнечного топлива". Понимание того, как цианобактерии проводят эту химию, может подсказать, можем ли мы сделать это лучше или принципиально иначе.
- Поиск жизни. Кислородный метаболизм дал дополнительную энергию для клеточной специализации, что в итоге привело к сложным организмам. Это поднимает "Большой Вопрос": насколько уникальна наша форма жизни? Если мы ищем жизнь на других планетах с иными условиями, сможем ли мы её распознать?
Как я стал геобиологом
Интерес к науке в детстве сменился разочарованием в школе. Ситуация изменилась в Колорадском колледже, где я по совету деда (преподававшего там палеонтологию) записался на интенсивный месячный курс геологии. Погружение в полевые работы в горах меня увлекло.
В аспирантуре в Гарварде я работал с Энди Ноллом, изучающим мир до появления животных. Там я дополнил знания по геологии курсами молекулярной биологии, биохимии, геномики и эволюционной биологии. В 2007 году я пришёл в Caltech как постдок, и мне посчастливилось остаться здесь работать.