Все живые существа состоят из клеток. Хотя точно определить, когда появились первые клетки, сложно, по оценкам, они возникли около 3,8 миллиарда лет назад. Но сколько их существовало на Земле с момента появления жизни? Исследователи недавно изучили этот важный вопрос.
Первичное производство
Ежегодно на Земле около 200 миллиардов тонн углерода используется для производства энергии и создания молекул, необходимых для жизни. Этот процесс называется «первичным производством». Сегодня это происходит в основном за счет кислородного фотосинтеза. Например, фотосинтез — это способ, с помощью которого растения производят себе пищу, используя солнечный свет, углекислый газ из воздуха и воду из почвы. Однако когда ученые хотят понять, как это происходило в прошлом, все становится немного сложнее.
Чтобы вернуться в прошлое и оценить, как жизнь производила энергию и молекулы в древние времена, исследователи изучают улики, оставленные в древних осадочных породах. Эти породы действуют как архивы, в которых хранится информация о прошлой среде обитания Земли. Изучая эти архивы, ученые могут проследить, как с течением времени происходило производство энергии и молекул, необходимых для жизни. Это похоже на чтение старой книги по истории Земли, чтобы понять, как развивалась и процветала жизнь.
В рамках своей работы исследователи собрали предыдущие оценки древнего первичного производства и другие источники. Они подсчитали, что с момента зарождения жизни на Земле было произведено 100 квинтиллионов (или 100 миллиардов миллиардов) тонн углерода.
Сколько клеток существовало на Земле?
Сегодня первичное производство осуществляется в основном наземными растениями и морскими микроорганизмами. Однако в прошлом преобладали другие организмы. Используя различные методы, исследователи смогли определить время, когда различные первичные производители были наиболее активны. Они пришли к выводу, что основной вклад, вероятно, вносили наземные растения и цианобактерии.
Несмотря на большую вариабельность количества клеток в организме и размеров разных клеток, подобные сложности становятся второстепенными, поскольку одноклеточные микробы доминируют в глобальных клеточных популяциях. В итоге мы смогли подсчитать, что сегодня существует около 1030 (10 нониллионов) клеток, а на Земле когда-либо существовало от 1039 (дуодециллион) до 1040 клеток.