A Föld korai baktériumai rendkívüli küzdelmet folytattak a vasért, amely nemcsak életük fenntartásához volt elengedhetetlen, hanem a bolygónk fejlődésében is kulcsszerepet játszott. Ezen mikroszkopikus élőlények a környezetükből nyerték ki ezt az alapvető

Az oxigénszegény óceánokban elérhető vas az életet jelentette pár milliárd éve a baktériumok számára, emiatt szabályos harcokat folytattak érte, mérgekkel pusztítva riválisaikat.

A sávosvasérc nevű üledékes kőzetek igen látványos, süteményrétegekhez hasonló, egymásra települt rétegekből állnak. Kétféle összetételűek ezek: vasérc és kova.

Bolygónk ősi múltjának titkos tanúi, azok a távoli idők maradványai, amikor a mikrobák játszották a főszerepet az óceánok mélyén lévő vas oxidálásában. E folyamat következményeként a vasérc a tengerfenéken rakódott le, sziklaszilárd nyomot hagyva a Föld történetében. A legújabb kutatás, amely a Nature Geoscience folyóiratban látott napvilágot, arra utal, hogy ezek a mikroszkopikus élőlények nem csupán passzív résztvevői voltak a folyamatnak, hanem heves versenyt vívtak egymással a korlátozott mennyiségű vasforrásért.

Egyes ősi törzsek, mint valami titkos fegyverhordozók, a saját sejtjeikben előállított mérgező gázokkal próbálták meg legyőzni ellenfeleiket. E különleges kutatási eredményekről az EOS földtudományi hírportál számolt be.

A sávosvasérc mintegy 3,8 milliárd éve bukkant fel a Föld felszínén, és a legnagyobb mennyiségben körülbelül 2,5-2,8 milliárd éve formálódott. Ez a kőzettípus egy olyan időszakban keletkezett, amikor bolygónk kinézete drasztikusan eltért a mai állapotától, különösen az elérhető oxigén szintjét tekintve. A légkör és az óceánok oxigéntartalma alacsony volt, mégis, a sávosvasérc vas-oxidjai képesek voltak kialakulni.

A létrejött folyamat nem csupán véletlenszerű oxidáción alapult, hanem az élőlények, különösen a fotoferrotróf baktériumok tevékenységének eredménye. Ezek a mikroszkopikus organizmusok a sekély óceáni vizekben éltek, és a napfény behatolásával képesek voltak oxidálni a vízben található vasat. Ezt követően a vas részecskék a tengerfenék felé süllyedtek, és idővel, lassú üledékképződés révén, akár több száz méter vastagságú rétegekké rendeződtek.

Viszont egyelőre nem rendelkezünk információval arról, hogy a tenger mélyén élő többi baktérium milyen tevékenységeket folytatott, és vajon ők is hozzájárultak-e ehhez a kőzetréteghez. A laboratóriumi vizsgálatok többsége csupán egyetlen baktériumtípusra összpontosít, miközben a valóságban ezek a mikrobák sosem működnek egyedül, hanem gyakran egy komplex közösség részeként léteznek.

Az egysejtűek sokfélesége lenyűgöző életközösségeket alkot, ahol egymást kiegészítve, ugyanakkor versengve harcolnak a rendelkezésre álló erőforrásokért. A kutatók most részletesen megvizsgálták, hogy milyen dinamikák zajlanak le egy ilyen mikrobaközösségben, felfedve a rejtett interakciókat és a verseny természetét.

Két különböző baktériumot állítottak szembe egymással: az egyik a fotoferrotróf, míg a másik nitrátot oxidáló faj. A kísérletek során, amikor ezeket a baktériumokat egy térben tartották, megfigyelték, hogy a fotoferrotróf nem tudott szaporodni a nitrátos faj jelenléte mellett. Ez a megfigyelés arra utal, hogy a nitrátot oxidáló baktérium a vasért folytatott versenyben sikeresen elvonta a szükséges vasat a fotoferrotróf fajtól, ezzel gátolva annak növekedését.

Egy érdekes jelenség figyelhető meg ezen a közösségen belül: a fotoferrotróf baktériumok nemcsak hogy nem szaporodtak, hanem a létszámuk egyenesen csökkent. A pusztulásuk üteme jóval gyorsabb volt, mint amit természetes körülmények között várnánk. A tudósok alapos nyomozásba kezdtek, hogy kiderítsék ennek okait, és az eredmények meglepőek voltak: a nitrátos faj egyfajta vegyi fegyver bevetésével támadta meg riválisait.

A kutatások során kiderült, hogy ezek a baktériumok olyan nitrogén-monoxidot termelnek, amely a másik faj számára káros hatású. "Azt feltételeztük, hogy a domináló faj gyorsabb lesz, de nem is gondoltunk arra, hogy képes megmérgezni a riválisát" - nyilatkozta Casey Bryce, a tanulmány vezetője. "Éveken át dolgoztunk ezzel a sikeres baktériummal, de nem voltunk tisztában azzal, hogy mérgező anyagot képez."

Ez arra enged következtetni, hogy a nitrátot felhasználó baktériumok fontos szerepet játszhattak a sávos vasérc keletkezésében. Azonban a földtörténet későbbi időszakaiban megjelentek a fotoszintetizáló cianobaktériumok, amelyek jelentős átalakulásokat idéztek elő az óceánok ökoszisztémájában. A fotoferrotróf baktériumok kénytelenek voltak elhagyni a sekély vizeket és a nyílt óceán felé vándorolni, ahol a tápanyagok hiánya egyre inkább megnehezítette a vas oxidációját. Ennek következtében fokozatosan csökkent a képességük arra, hogy a vasat hatékonyan feldolgozzák.

Képzeljük el, hogy a nitrátos baktériumok számára az átalakulás folyamata nem járt jelentős veszteségekkel. Elképzelhető, hogy ezek a mikroorganizmusok átvették a szerepet egy másik fajtól, és továbbra is előállították a sávos vasércet. Bár a konkrét helyzet valószínűleg sokkal bonyolultabb volt, ez a kutatás lehetőséget ad arra, hogy betekintést nyerjünk abba, hogyan is formálódtak bolygónk különleges, gyönyörűen csíkozott vasérckőzetei a különböző kapcsolatokon keresztül.