Как взрыв звезды повлиял на африканские вирусы

Сверхновые, катаклизмические взрывы массивных звезд, часто рассматриваются как чисто астрономические явления. Однако недавнее исследование показывает, что они могли сыграть гораздо более важную роль в эволюции биологии Земли. Группа астрономов из Калифорнийского университета в Санта-Крузе (UCSC) обнаружила удивительную связь между космическим излучением, порожденным близкой к Земле сверхновой, и эволюцией вирусов в озере Танганьика, расположенном в Восточной Африке.

Сверхновые и космическое излучение: экстремальные явления

Сверхновая — это звездный взрыв невообразимой силы. Во время этого взрыва в космос выбрасывается огромное количество энергии и частиц, в частности космических лучей. Это космическое излучение, включающее протоны и атомные ядра, может взаимодействовать с атмосферой планет и влиять на живые организмы. Астрономы знают, что это излучение путешествует по межзвездному пространству и иногда попадает на Землю, оказывая значительное воздействие.

Среди частиц, порожденных сверхновыми, есть железо-60, редкий радиоактивный изотоп, который часто используется в качестве трассера для датировки этих космических событий. Железо-60, которое со временем распадается, крайне редко встречается на Земле, но его можно обнаружить в отложениях, оставленных излучением древних сверхновых.

Открытие в озере Танганьика

В своей недавней работе ученые с факультета астрономии и астрофизики USCS провели исследование отложений озера Танганьика, самого глубокого озера в Африке, которое расположено в Великой рифтовой долине в Восточной Африке. Озеро является хранилищем древних данных об экологических и биологических изменениях.

Проанализировав образцы железа-60, извлеченные со дна озера, ученые обнаружили следы этого радиоактивного изотопа, относящиеся к двум различным периодам: один - 6,5 миллиона лет назад, другой — около 2,5 миллиона лет назад. Эти два события произошли из двух разных источников. Тот, который нас интересует сегодня, — более поздний. И на то есть веские причины: около 6,5 миллиарда лет назад Земля еще не сформировалась.

Влияние космического излучения на ДНК и эволюцию вирусов

Это открытие предполагает, что Земля была подвержена воздействию волны космического излучения, исходящего от близлежащей сверхновой звезды, что потенциально привело к изменениям в окружающей среде, а точнее, в локальных экосистемах, таких как озеро Танганьика.

Космическое излучение, подобное тому, что исходит от сверхновой, оказывает прямое воздействие на ДНК живых организмов. Энергетические частицы могут разрушать молекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты и вызывать генетические мутации. Это нарушение может привести к ускоренным эволюционным изменениям в популяциях живых организмов. Именно здесь возникает связь с вирусами.

Исследование вирусов в озерах рифтовой долины, и в частности в озере Танганьика, выявило увеличение разнообразия вирусов, которое, по-видимому, совпадает с упомянутой сверхновой. Исследователи отметили, что излучение, вызванное взрывом звезды, могло быть достаточным для того, чтобы вызвать генетические мутации у вирусов, ускорив их эволюцию. Хотя исследователи не могут с уверенностью доказать, что эта эволюция вирусов напрямую связана со сверхновой, хронология события и эволюция вирусов указывают на сильную корреляцию.

Это ускорение вирусных мутаций могло иметь значительные последствия для экосистемы озера Танганьика, влияя на взаимодействия между различными видами и способствуя изменениям в динамике локальных экосистем.

Моделирование и научное подтверждение

Для подтверждения этой теории исследователи провели компьютерное моделирование, чтобы смоделировать воздействие близкой сверхновой на Землю. Согласно их результатам, космические лучи, порожденные взрывом, продолжали бы бомбардировать Землю в течение 100 000 лет после взрыва. Эти модели согласуются с пиком радиации, который был зафиксирован на Земле примерно в тот же период.

Эти модели также предполагают, что количество излучения могло быть достаточным для повреждения ДНК некоторых видов, обитавших в районе озера Танганьика, что могло ускорить появление новых вариантов вирусов.

В целом, это исследование открывает новую перспективу на взаимосвязь между астрономическими явлениями и биологической эволюцией на Земле. Оно иллюстрирует, как удаленные события в космосе, такие как взрывы сверхновых, могут оказывать прямое и глубокое воздействие на земную биологию. Хотя астрономия и биология долгое время считались отдельными дисциплинами, это открытие демонстрирует, что они могут пересекаться удивительным образом.