Биохимия древней Земли оказалась хитрее, чем думали. Микробы, жившие 3,7 миллиарда лет назад, уже вовсю использовали молибден — металл, которого в тогдашних океанах было до смешного мало. Это открытие, опубликованное в Nature Communications, ломает прежние представления о том, когда жизнь научилась применять ключевые металлы для ускорения реакций. Исследование финансировало NASA, и его выводы важны не только для земной истории, но и для поиска жизни на других планетах.

Молибден как катализатор жизни

Сегодня молибден — незаменимый участник клеточной химии. Он сидит в активном центре ферментов, которые разгоняют реакции углерода, азота и серы. Без него те же процессы шли бы естественным путём, но в тысячи раз медленнее — слишком медленно для поддержания жизни. «Молибден находится в каталитическом центре ферментов, управляющих основными реакциями углерода, азота и серы», — поясняет Бетюль Качар, руководитель лаборатории Качар в Университете Висконсин-Мэдисон и старший автор исследования. Она же возглавляет MUSE — междисциплинарный консорциум астробиологических исследований NASA.

Вопрос о том, когда жизнь начала использовать молибден, — это, по сути, вопрос о том, когда стали возможны важнейшие метаболические стратегии. И ответ, который дала команда Качар, оказался неожиданно ранним.

Редкость не помеха

Геологические данные говорят: миллиарды лет назад в океанах Земли молибдена было крайне мало. Его доступность выросла лишь около 2,45 миллиарда лет назад, когда микробы, освоившие фотосинтез, насытили атмосферу кислородом — это событие называют Великим кислородным событием. Прежние модели предполагали, что до этого жизнь полагалась на вольфрам — металл со сходными химическими свойствами, который и сегодня используют некоторые экстремофилы. Логика была проста: молибдена мало, значит, сначала вольфрам, а молибден — потом, когда его стало больше.

Новая работа перечеркнула эту схему. Учёные собрали данные о доступности молибдена в разные эпохи и реконструировали историю его использования по всему древу жизни. Выяснилось: даже когда металл был в дефиците, древние микробы умудрялись его добывать и применять. То же самое касается вольфрама. «Наша работа показывает, что ферментные системы на основе и молибдена, и вольфрама имеют архейские корни», — говорит Качар. — «Это предполагает, что ранняя жизнь, вероятно, работала с обоими металлами, а не следовала простой схеме "сначала вольфрам, потом молибден"». Молекулярное датирование относит использование молибдена к эоархею — мезоархею, примерно 3,7–3,1 миллиарда лет назад, задолго до Великого кислородного события.

Где брали металл?

Если в морской воде молибдена почти не было, откуда его брали микробы? Ответ подсказало более раннее исследование того же консорциума MUSE, опубликованное в 2024 году. Гидротермальные источники на дне океана выбрасывают следовые металлы: железо, цинк, медь, никель, марганец, ванадий, молибден, кобальт и вольфрам. «Даже если архейская морская вода содержала мало растворённого молибдена, локальные системы, такие как гидротермальные жерла, всё равно могли поставлять пригодные количества молибдена и других металлов», — объясняет Качар.

Но почему жизнь выбрала именно молибден, если вокруг были и другие металлы? По словам Качар, молибден, возможно, стоило «выбрать», потому что он обеспечивает катализ в широком диапазоне субстратов и окислительно-восстановительных условий. Иными словами, редкость не делала молибден неважным; его каталитические преимущества могли оправдать эволюцию механизмов его добычи и использования.

Уроки для поиска внеземной жизни

Это открытие — не только о прошлом Земли. Оно напрямую влияет на стратегию поиска жизни за пределами нашей планеты. Искать жизнь во Вселенной — не значит просто проверять, похожа ли другая планета на современную Землю. Изучая прошлое Земли и долгую эволюцию жизни, астробиологи могут рассмотреть времена, когда наша планета выглядела совсем иначе. Такая широкая перспектива помогает понять, какие миры способны поддерживать жизнь.

«Наш консорциум NASA показывает, что картирование эволюционной истории биоэссенциальных элементов на Земле может помочь предсказать, что жизнь на других мирах могла бы использовать», — говорит Качар. — «Разные абиотические запасы могли привести к разным биологическим выборам элементов». Обнаружение жизни должно быть «металл-осведомлённым, редокс-осведомлённым и эволюционно-осведомлённым». Нужно искать не просто «землеподобную жизнь сейчас», а биохимические стратегии, которые имели бы смысл на планете с иной историей насыщения кислородом и доступности металлов.

Этот вывод перекликается с недавними находками на Марсе, где следы горячих ключей намекают на возможные оазисы древней жизни. Если гидротермальные системы могли поставлять редкие металлы на Земле, то же самое могло происходить и на Красной планете.

Жизнь находит способ

Работа, поддержанная грантом NASA Astrobiology Program и NERC Frontiers, показывает: жизнь умеет эволюционировать, чтобы использовать полезные элементы, даже когда их мало. Дефицит не остановил древних микробов — они нашли способ заполучить молибден и встроить его в свою химию. Возможно, именно это упорство и стало одной из причин, почему жизнь на Земле не просто выжила, но и усложнилась до таких форм, которые сегодня задаются вопросом о собственном происхождении.

Исследование «Biological use of molybdenum and tungsten stems back to 3.4 billion years ago» опубликовано 5 мая 2026 года в журнале Nature Communications. Его авторы — Ая С. Клос, Морган С. Соболь, Джоанн С. Боден, Ева Э. Штюкен, Рика Э. Андерсон, Курт О. Конхаузер и Бетюль Качар. DOI: 10.1038/s41467-026-72133-0.

Вопрос, который остаётся открытым: если жизнь на Земле так рано освоила дефицитный металл, какие ещё неожиданные биохимические решения могли принять организмы на других планетах, где набор элементов совсем иной? Возможно, самые интересные формы жизни окажутся вовсе не похожими на те, что мы привыкли искать.