G. V. Voitkevich Erdagi hayotning paydo bo'lishi va rivojlanishi Muqaddima

Er yuzidagi hayotning qadimiyligi

 

Uch asrlik geologiya tarixi natijasida, bizning sayyoramizning hech bir joyida hayot yo'q bo'ladigan konlar bo'lmaganligi va bu geologik hodisalarda uning yo'qligini ilmiy ravishda tan olishimiz mumkin bo'lgan bunday bilvosita ma'lumotlar mavjud emasligi haqida bahslashish mumkin. 

V. I. Vernadskiy

 

Sayyoramizdagi hayotning qadimiyligi organizmlar evolyutsiyasi nazariyasining juda murakkab muammolaridan biri bo'lib, hayotning o'zi kelib chiqishi muammosi bilan bevosita bog'liqdir.

1861 yilda, 19-asrning taniqli fiziklaridan biri. - ingliz V. Kelvin (Tomson) issiqlik o'tkazuvchanligi nazariyasi asosida Yerning yoshi taxminan 24 million yil ekanligini hisoblab chiqdi. Uning fikriga ko'ra, bunday qisqa vaqt ichida u barcha biologik evolyutsiya jarayonini tabiiy tanlanish orqali o'tolmadi. V. Kelvin Charlz Darvin nazariyasiga qarshi chiqdi. Buyuk tabiatshunos o'sha paytdagi fiziklarning Yer yoshiga oid hisob-kitoblari uning evolyutsion g'oyalarini rivojlantirishga jiddiy to'siq bo'lganligini tan oldi. Ko'p vaqt o'tgach, radioaktivlikning kashf etilishi va ushbu hodisadan geologik vaqtni o'lchashda foydalanish bilan bog'liq holda, V.Kelvinning hisob-kitoblari, shuningdek uning darvinizm tamoyillariga e'tirozlari ishonib bo'lmaydigan bo'lib chiqdi.

Radiologik ma'lumotlar biologik evolyutsiya jarayonida tabiiy tanlanishning to'liq namoyon bo'lishi uchun zarur bo'lgan geologik vaqt davomiyligini keskin oshirdi. 19-asrning boshlarida JB Lamarkning so'zlari .   "Tabiat uchun vaqt hech narsani anglatmaydi va hech qachon qiyinchiliklarga duch kelmaydi, u har doim o'z ixtiyorida etarli narsaga ega va uning uchun bu chegara yo'q, uning yordamida u eng kattasini ham, eng kichigini ham yaratadi."

Erdagi hayotning kelib chiqishi to'g'risida turli xil farazlarning mualliflari, sayyora juda ko'p vaqt davomida jonsiz bo'lib, uning yuzasida organik birikmalarning sekin abiogen sintezi sodir bo'lib, bu tirik materiyaning paydo bo'lishiga olib keldi deb taxmin qilishdi. 1924 yilda, hayotning paydo bo'lishi muammosiga bag'ishlangan birinchi nashrida akademik A.I.Oparin quyosh tarkibidagi akkor gazidan paydo bo'lgan jonsiz Yerning uzoq davom etishi haqida yozgan edi. 1963 yilda u tezisni takrorlab, unga materiyaning faqat noorganik harakat shakllari xarakterli bo'lganligini aytdi. Bundan tashqari, uning yuzasida sodir bo'lgan barcha hodisalar butunlay fizika va kimyo qonunlari bilan belgilandi.

Shu kabi qarashlarni boshqa tadqiqotchilar orasida uchratamiz. Masalan, J. Bernal 1968 yilda kimyoviy evolyutsiya organik evolyutsiyadan oldingi 2 milliard yil davomida davom etishi mumkin deb yozgan. Gollandiyalik olim M.Ruttenning "Hayotning kelib chiqishi (tabiiy ravishda)" [1973] juda qiziqarli monografiyasida hayotning paydo bo'lishi juda katta vaqt talab qilishi kerakligi, bizning me'yorlarimiz bo'yicha, rivojlanish juda sekin bo'lishi kerak edi, shuning uchun bu deyarli imkonsiz edi. tasavvur qiling.

Biroq, sayyoramizdagi hayotning g'ayrioddiy davomiyligi to'g'risida boshqa fikrlar mavjud edi. Ular V. I. Vernadskiy, L. S. Berg, L. A. Zenkevich kabi mamlakatimizning taniqli olimlari tomonidan ishlab chiqilgan. Xususan, 1947 yilda L.S.Berg shunday deb yozgan edi: "Darhaqiqat, Yerda nafaqat hayot paydo bo'lishi uchun, balki u organik dunyoning xilma-xilligini keltirib chiqarishi uchun ham uch-to'rt milliard yil etarli bo'lmaydi. hozirgi paytda ko'rib turganimizdek. Eslatib o'tamiz, hayvonlarning bir kichik turi - umurtqali hayvonlar evolyutsiyasi taxminan yarim milliard yil davom etgan. Mollyuskalar, artropodlar, qurtlar va boshqalarni hosil qilish uchun qancha mablag 'sarflandi? Bir hujayrali organizmlar guruhini, shu jumladan nafaqat bir nechta turlarni, balki bir vaqtning o'zida hayvonlar va o'simliklarni yaratish uchun tabiat qaysi davrdan foydalangan? Birlamchi shakllangan organizm tirik materiyaning shaklsiz bir parchasidan boshlash uchun qancha vaqt kerak bo'ldi? "L.A. Zenkevich organik dunyoning rivojlanishi kamida 10 milliard yil davom etishi kerak edi.

Yuqoridagi fikrlarning to'g'riligini baholash uchun sayyoramizning uzoq o'tmishida organizmlarning hayotiy faoliyatining haqiqiy belgilari to'g'risida geologiya fanining zamonaviy ma'lumotlari bilan batafsilroq tanishib chiqish kerak. So'nggi 20 yil ichida bu sohada ulkan yutuqlarga erishilgani uchun bu juda zarur.

Geologik va paleontologik o'rganish darajasiga ko'ra, er po'stining tarixi tengsiz ikki qismga bo'linadi. Oxirgi 570 mln.ni qamrab olgan yoshroq vaqt oralig'i nisbatan yaxshi tushuniladi. Amerikalik geolog Ch.Sxuxert uni Panerozoy eoni yoki Panerozoy (Yunoncha "fane-ros" dan - aniq, aniq, "zoe" - hayot) deb atagan. Fenerozoyga kaynozoy, mezozoy va paleozoy davrlari kiradi. Ikkinchi, qadimiyroq va uzoqroq davom etadigan qism Kriptozoy eoni (hayotning yashirin rivojlanishi davri) deb nomlanadi. U ulkan vaqt oralig'ini o'z ichiga oladi - 4600-570 million yil oldin. Ko'pgina hollarda, kriptozoy organizmlarning qattiq skeletlari bo'lmagan va juda kam izlar qoldirgan.

Geologik va paleontologik yozuvlar bir-biri bilan chambarchas bog'liq. Hayvon va o'simliklarning qoldiq qoldiqlari turli yoshdagi cho'kindi qatlamlarda uchraydi. Ammo Yerning rivojlanishining dastlabki bosqichlari geologik xronikaning tosh hujjatlarida qayd etilmagan, chunki keyingi jinslar keyingi geologik jarayonlar natijasida birlamchi jinslar vayron bo'lgan va sayyoramizning yuqori qatlamlari rivojlanishi jarayonida organizmlarning birlamchi shakllarining izlari yo'q qilingan. Akademik BS Sokolov (1979) biologik paleontologlar va paleobiokimyogarlar hech qachon kimyoviy evolyutsiyadan evolyutsiyaga o'tishni qat'iy hujjatlashtira olmasligini ta'kidladilar. eng dolzarb savolga javob berish - hayot qanday va qachon paydo bo'lgan. Shunga qaramay, paleontologiya va boshqa fanlarning ma'lumotlari hayotning qadimiyligini taxminiy baholashga imkon beradi.

O'tmishda yashagan organizmlar mavjudligini belgilarini morfologik, biokimyoviy va izotopik-geokimyoviy deb ajratish mumkin.

Morfologik qoldiqlar eng aniq. Ular qoldiqlarni, qoldiqlarni va tazyiqlarni tabiiy mumiyalashda ifodalanadi. Tabiiy mumiyalash organizmni to'liq saqlasa-da, u eng kam geologik tuzilmalar uchun noyob va xarakterlidir.

Organizmlarning o'limidan so'ng, ularning skeletlari ko'pincha qoladi. Biroq, tananing yumshoq qismlari toshga aylanishi mumkin. Ba'zan ular xitindan, lekin ko'pincha noorganik moddalardan iborat. Bu holda, suvli eritmalar tarkibidagi turli xil minerallar o'lik organizmning tanasiga shoshilib kiradi va dastlab beqaror bo'lib chiqqan organik qoldiqlarni tashkil etgan moddalarni almashtiradi. Hayvonlarning qoldiqlaridan tashqari toshqotish jarayoni (fotoalbomlash), ularning to'qimalari, xususan, yog'och, kremniy bilan almashtirilganda, o'simlik qoldiqlari ham bo'lishi mumkin. Boshqa sharoitlarda, kislorod etishmasligi bilan o'simliklarning tanasi va poyalari ko'mirga, barglari esa uglerodli plyonkaga aylanadi. Mikroorganizmlar shu kabi toshbo'ron qilish jarayonlarini boshdan kechirmoqda. Ammo bu alohida holatlarda, ularning qoldiqlari mayda cho'kindilarda yoki kolloid silika qatlamlarida ko'milib, saqlanib qolganda sodir bo'ladi. Mikro-fotoalbomlar ba'zan yaxshi saqlanib qoladi, aniq tasvirga ega va zamonaviy mikroorganizmlar orasida o'z o'xshashlarini topadi. Shu bilan birga, shuni ta'kidlash kerakki, mikroskopik preparatlarni talqin qilish qiyinchiliklarga duch keladi va har doim ham bir xillikdan uzoqdir. Mikrofosilalar juda qadimiy konlarda uchraydi - 3,5 milliard yoshgacha.

Morfologik qoldiqlar qadimgi shakllarni maksimal darajada to'liq tiklashga imkon beradi va ularning sistematikasini o'simliklar va hayvonlarning zamonaviy shakllarida bo'lgani kabi amalga oshiradi.

Qadimgi organizmlar mavjudligining biokimyoviy izlari er qobig'ining cho'kindi jinslaridagi eng barqaror kimyoviy birikmalar shaklida keltirilgan. Umuman olganda biologik kelib chiqadigan organik moddalar turli jinslarda keng tarqalgan. Uning katta qismi tarqoq holatda. Ko'mir, slanetsli slanets va yog'lar ko'rinishidagi konsentrlangan organik moddalar, odatda, tarqalgan moddalarning kichik bir qismidir. Agar o'simlik qoldiqlarining minerallashuvi bo'lmasa va ularning to'qimalari nisbatan yaxshi saqlanib qolsa, u holda charterlanish jarayoni sodir bo'ladi. Ba'zi taxminlarga ko'ra biologik kelib chiqadigan tarqalgan organik moddalarning kontsentratsiyaga nisbati 300 ga yaqin. Er po'stining organik moddalariga uglevodlar, uglevodorodlar, oqsillar, yog'lar va aminokislotalar turli nisbatlarda kiradi. Ularning asosiy qismida ular tez orada gumin moddasiga aylanadi. Umuman olganda, toshlardan 500 dan ortiq organik birikmalar topilgan.

Fotoalbom organik cho'kindilaridagi aminokislotalar oqsil tanalarining avvalgi mavjudligini aks ettiradi. Ko'pgina aminokislotalarning molekulasida faqat bitta assimetrik joylashgan uglerod atomi bor, bu ikkita mumkin bo'lgan optik izomer - D   (o'ngda) va L   (chapda) hosil bo'lishiga olib keladi, ular ular orqali o'tuvchi nur nurini aylantiradi. Quruqlikdagi geologik ob'ektlarda uchraydigan biologik kelib chiqish aminokislotalari L-izomerlari bilan ifodalanadi. Shu bilan birga, noorganik ravishda sintez qilingan aminokislotalar   teng miqdordagi optik D- va L-izomerlarning aralashmalaridir va shuning uchun optik jihatdan harakatsizdir. Umuman olganda, turli xil geologik yoshdagi jinslarning ko'plab organik birikmalari optik faollikni namoyish etadi, bu ularning biologik kelib chiqishini ko'rsatadi. Biologik kelib chiqadigan ushbu organik birikmalarning asosiy manbalari ilgari fitoplankton shaklida qadimgi suv omborlarining turli zonalarida yashagan fotosintez mahsuloti sifatida o'simlik qoldiqlari bo'lgan.

Qadimgi jinslarning organik moddalarini o'rganish o'simliklarning qaysi turlari ularning paydo bo'lish manbai bo'lib xizmat qilganligini aniqlashga imkon bermaydi. Bu, ayniqsa, eng qadimiy - prekambriyen konlariga taalluqlidir. Shuning uchun sayyoramizdagi tirik organizmlar mavjudligining biokimyoviy izlari ma'lum bir geologik davrda hayotning mavjudligini faqat umuman ko'rsatishi mumkin. Tog 'jinslarining metamorfizm jarayonida organik moddalarning bir qismi grafitga aylanadi, bu qadimiy prekambriyalik jinslarda - gneyslar va slanetslarda - qatlamlar va qo'shimchalar shaklida uchraydi. Ba'zida bunday grafitlarda oz miqdordagi organik moddalar qoldiqlari mavjud. So'nggi yigirma o'n yillikdagi organik geokimyoning muhim yutuqlaridan biri eng qadimgi cho'kindi jinslarda biogen kelib chiqadigan uglerodli birikmalar hosil bo'lishidir.

Zamonaviy geokimyoda kriptozoyning eng qadimgi metamorflangan jinslarida organizmlarning hayotiy faoliyatining izlarini aniqlashga imkon beradigan izotoplarni o'rganish usullari alohida o'rin tutadi. Tashqi muhit bilan almashinish paytida hayotiy faoliyat jarayonida biofil elementlarning izotopik tarkibi, xususan, V.I.Vernadskiy bashorat qilgan oltingugurt va uglerod kabi moddalar o'zgaradi. Hozirgi vaqtda biogeokimyoviy jarayonlar jarayonida izotoplarning fraktsiyasi tajriba asosida o'rnatildi.

SSSR, Shimoliy Amerika va Janubiy Afrikaning dastlabki prekambriyen tuzilmalaridan oltingugurtning izotopik tarkibini o'lchash uning izotoplarining fraktsiyasini ko'rsatdi, bu esa 32S / 34S nisbatidagi tebranishlarda ifodalanadi. Biosferadagi oltingugurt izotoplarining fraktsiyalanishining umumiy qonuniyligi shundaki, engil izotop 32S ning izotopi uning sulfat shakllarida (suv havzalarida H2S vodorod sulfidining hosil bo'lishi bilan bog'liq) sulfat shakllariga (CaSO4, BaSO4 va boshqalar) nisbatan ko'payadi. og'ir oltingugurt izotopining ulushi 34S. Oltingugurt izotopi sulfidlar va sulfatlar o'rtasida siljishi qadimgi suv havzalarida bakterial sulfat kamayishini ko'rsatadi.

Uglerodning izotopik tarkibi to'g'risidagi ma'lumotlar hayotning qadimgi izlarini aniqlashga nisbatan ayniqsa dalolat beradi. Ushbu elementning sayyoramiz biosferasida aylanishi jarayonida tirik moddalar bilan bog'liq bo'lib, izotopik nisbatlar 12C / 13C siljiydi. Biosferadagi uglerod aylanishining asosiy yo'llari shakl. 6. Ushbu tsiklning boshlanishi vulkanik jarayonlar natijasida mantiya chuqurligidan CO2 ajralib chiqishi bilan ajralib turadi. Bunga metamorfik sharoitda ohaktoshlarning termik parchalanishi paytida CO2 qo'shiladi. Keyin CO2 atmosfera va gidrosfera o'rtasida taqsimlanadi va taxminan 4: 1 nisbatda ikki yo'l bilan ko'chadi.

Birinchi yo'l atmosfera va gidrosfera o'rtasida murakkab karbonat tizimining shakllanishi bilan bog'liq:

 

 

 

Nihoyat, dengiz suvida CO2 Ca va Mg bilan birikib, asosan dengiz organizmlari skeletlari shaklida ohaktoshlar hosil qiladi.

Biosferadagi CO2 migratsiyasining yana bir usuli - bu organik moddalar hosil bo'lishi va erkin kislorod chiqishi bilan fotosintez paytida yashil o'simliklar tomonidan so'rilishi. Umuman olganda, buni quyidagicha ifodalash mumkin:

 

 

 

Fotosintez jarayoni uglerodning organik moddalarda birikishiga olib keladi. Uning bir qismi CO2 hosil bo'lishi bilan Yer yuzasi sharoitida oksidlanadi, ikkinchisi kamaytiruvchi muhitga ko'miladi.

 

 

 

Uglerodning geokimyoviy migratsiyasining ushbu asosiy yo'llarida uning izotoplari fraktsiyalanishi sodir bo'ladi. Masalan, dengiz ohaktoshlarida og'ir uglerod izotopi 13C ko'payadi, bu dengiz organizmlarining kalsit va aragonit chig'anoqlari uchun ham xosdir. Shunday qilib, dengiz ohaktoshlarida 12C / 13C izotoplar nisbati 88,2 dan 89 gacha o'rnatiladi. Fotosintez jarayonida 13C izotopining nisbiy tarkibi kamayadi, chunki yorug'lik 12CO2 molekulasining tutilish darajasi 13CO2 molekulasidan yuqori. Shuning uchun o'simliklar va ularning qoldiqlari uchun 12C / 13C nisbati 90-92 oralig'ida kuzatiladi. O'simliklarning uglerod izotopik tarkibi o'simliklar bilan oziqlanadigan hayvonlarning uglerodidan meros qilib olinadi. Qadimgi prekambriyalik metamorfik jinslardan olingan grafitning izotopik tarkibi o'simliklarning uglerodiga - fotosintez mahsulotlariga to'g'ri kelishini ta'kidlash qiziq.

Eng qadimgi jinslar, asosan metamorfik, Yer sharining deyarli barcha qit'alarida Prekambriyadagi qalqonlarda uchraydi. Ularning eng qadimgi joylarining yoshi 3,8-3,5 milliard yilda turli xil rentgenologik usullar bilan aniqlanadi. U yoki bu darajada ular qadimiy hayot izlari bilan bog'liq. Eng qadimgi toshlar Shimoliy Amerika, G'arbiy Grenlandiya, Shimoliy Norvegiya, Janubiy Afrika va G'arbiy Avstraliyada topilgan va o'rganilgan. Qo'rg'oshin izotopi usuli bo'yicha eng qadimiy minerallar yoshi 4,2-4,1 milliard yil bo'lgan detrit tsirkonlardir. Ammo ular G'arbiy Avstraliyadagi Arxey Nareyr qumtoshlarida ikkinchi darajali bo'lib, ularning asl manbasi noma'lum.

Prekambriyadagi hayotning eng qadimiy, morfologik jihatdan aniq izlari stromatolitlardir. Ular sayoz suv havzalari tubida paydo bo'lgan va konveks yoki tekis bo'lmagan yuzaga va murakkab qatlamlarga ega bo'lgan biogermalardir. Qatlamli shakllanishlar ko'pincha kaltsiy karbonat tomonidan ko'k-yashil suv o'tlari va bakteriyalar faoliyati natijasida hosil bo'ladi. Sovet paleontologi A. G. Vologdin (1896-1971) stromatolitlarni o'rganishga katta e'tibor bergan, ular ushbu shakllarning ko'pini SSSRning Prekambriyadagi bo'limlaridan tasvirlab bergan. Mikrofosilalar stromatolit tuzilmalarida topilgan. Shuning uchun, hozirgi vaqtda stromatolitlarning biogen kelib chiqishi haqida shubha yo'q. Eng qadimgi stromatolitlar G'arbiy Avstraliyadagi Pilbara blokining Prekambriyadagi qismida Warrawun seriyasida topilgan. Ularning yoshi 3,5 milliard yil.

Janubiy Afrikada Markaziy Transvaalda Anjir daraxti va Onvervaxt tizimlarini o'z ichiga olgan Svazilend seriyasining qadimgi toshlari ochiq. Anjir daraxti tizimining qora slanetslarida mikroskopik tekshiruv natijasida E.S.Barghorn Eobacterium isolatuin nomi bilan 0,56X0,24 mkm bo'lgan bakteriyalarga o'xshash shakllanishlar aniqlandi. Umumiy morfologiyada ba'zi bir hujayrali suv o'tlari bilan taqqoslanadigan sharsimon to'q rangli organik jismlar xuddi shu joylarda qora slanets shakllanishida topilgan.

Onvervaxt tizimida yog 'kislotalari va izoprenli uglevodorodlarning murakkab organik birikmalari aniqlangan. Ushbu tizimning jinslaridan morfologik jihatdan algga o'xshash shakllar bir necha bor ta'riflangan. Ular diametri 6-20 mikrondan iborat bo'lgan sferik jismlardir. Topilganlarning eng kattasining diametri 200 mikron. Ular xuddi shu sohada joylashgan Anjir daraxtlari seriyasidan va Shimoliy Amerikadagi Prekambriyadagi Gunflint shakllanishidan o'xshash. Ushbu shakllarning biologik kelib chiqishi shubhasizdir, chunki ular fotosintez mahsuloti bo'lgan va yosh geologik davrlarning cho'kindi jinslarida keng tarqalgan izoprenli uglevodorodlar bilan bog'liq. Uglerodning izotopik tarkibi to'g'risidagi ma'lumotlar yog'lar, ko'mirlar va tarqalgan organik moddalar uchun ma'lumotlarga yaxshi mos kelishini ko'rsatdi. Ushbu modda aftidan ibtidoiy bakteriofobik avtotroflarning faolligi bilan bog'liq. Onvervaxt shakllanishining yoshi 3,44 milliard yilni tashkil etadi.

SSSR, Janubiy Afrika va Shimoliy Amerikaning dastlabki prekambriyen tuzilmalaridan turli xil mineral birikmalardagi oltingugurtning izotopik tarkibini o'lchashda sulfat kamaytiradigan bakteriyalar faoliyati natijasida izotoplar fraktsionligi ko'rsatildi. Kanadadagi Ontario provintsiyasining zaif metamorflangan ferruginli hosilalarida oltingugurtning sulfat va sulfidli mineral shakllari orasidagi izotopik tarqalishi +20 dan ~ 2% o gacha. Bu 2,7 milliard yil oldin temir to'plangan suv havzalarida bakteriyalarning sulfatni kamaytiruvchi faolligini ko'rsatadi. Shu bilan birga, Grenlandiyadagi Isua qismidan eski jinslarni o'rganish natijasida sulfidlar va sulfatlarda oltingugurt izotoplarining sezilarli darajada tarqalishi aniqlanmadi, bu sulfatlarning bakterial kamayishi yo'qligini ko'rsatishi mumkin. Sulfatdagi Aldan qalqonining yuqori arxiyasida (taxminan 3 milliard yil oldin) va Kanadadagi Vumen daryosining (taxminan 2,8 milliard yil oldin) ferruginli birikmalarida sulfatning pasayishiga oid birinchi izotopik dalillar aniqlandi. G'arbiy germaniyalik geokimyogar M. Shidlovskiyning fikriga ko'ra, birinchi sulfat kamaytiradigan organizmlar tomonidan iste'mol qilingan S042- sulfat ioni, ehtimol, oltingugurt bakteriyalarini fotosintez qilish orqali kamaytirilgan oltingugurt birikmalarining oksidlanishi natijasida paydo bo'lgan. Shuning uchun, fotosintez, sayyoramiz biosferasiga erkin kislorod chiqaradigan jarayon xronologik ravishda qadimgi Prekambriyadagi suv havzalarida bakterial oltingugurt kamayishi paydo bo'lishidan oldin tasavvur qilingan.

Fotosintezning qadimiyligi va shuning uchun biosferaning qadimiyligining ko'rsatkichi sifatida uglerodning izotopik tarkibini o'rganish alohida ahamiyatga ega. M. Shidlovskiy va uning hamkorlari Isuaning qadimgi suprakrustal majmuasidan karbonat va boshqa jinslar namunalarida uglerodning izotopik tarkibini ko'p marta o'lchashdi. Radiologik usullar bilan tashkil etilgan ushbu kompleksdagi jinslarning yoshi 3,8 mlrd.

Olingan ma'lumotlar Scarb va Sorg Yerning qadimiy biosferasida umuman mavjudligini va zamonaviy nisbatlarda ko'chib kelganligini ko'rsatdi. Karbonatli uglerod va organik kelib chiqadigan uglerod dastlab izotopik nisbatlarga mos cho'kindi jinslarnikiga yaqin bo'lgan. Shunday qilib, biosferadagi fotosintez bilan bog'liq bo'lgan taniqli biogeokimyoviy uglerod tsikli 3,8 milliard yil oldin sezilarli darajada barqarorlashdi.

Fotosintez erkin kislorodning chiqarilishiga olib kelganligi sababli qadimiy biosferaning izlari ushbu element tomonidan aniqlangan oksidlanish jarayonlarini aks ettirishi tabiiy. Haqiqatan ham, Isua qismida prekambriyada keng tarqalgan ferruginli kvartsitlar mavjud. Ular temir javhari hosil bo'lishining oksidli fasiyasiga tegishli va aslida erkin kislorod mavjudligini aks ettiradi. Biroq, Yer atmosferasida hali ham juda oz miqdordagi erkin kislorod mavjud edi, chunki u ko'plab moddalarni, shu jumladan vulqon gazlarini (CO, H2S, S2, SO2) va temir temirning barcha turlarini oksidlash uchun biosferada juda ko'p iste'mol qilingan. Umuman olganda, Prekambriyadagi dastlabki atmosferadagi bo'sh kislorod miqdori qarama-qarshi ikkita tendentsiya - biologik mahsuldorlik va noorganik singdirish o'rtasidagi kurash natijasi edi. Prekambriyadagi gipergen zonasida juda ko'p miqdordagi oksidlanmagan moddalar mavjudligi vulkanogen gazlarning oksidlanishi bilan bir qatorda erkin kislorodning asta-sekin yutilishiga olib keldi.

Isua geologik bo'limining qadimiyligi ko'plab tadqiqotchilarni qiziqtirgan. So'nggi ma'lumotlarga ko'ra, qadimiy jinslarning izotopik nisbati 12C / 13C bo'lgan fotosintez (biologik) kelib chiqqan uglerodga mos grafit qo'shimchalarida benzinga o'xshash va naftenga o'xshash birikmalar topilgan. G.Pflug ma'lumotlariga ko'ra Isuadan kelgan kvartsitlarda yoshroq geologik asrning boshqa prekambriyalik jinslaridan hosil bo'lgan birikmalar topilgan. Biroq, bu shakllanishlarning haqiqiy biologik tabiati hali isbotlanmagan. Ularning ichki qismlari temir gidroksidlari bilan to'ldirilgan.

Shunday qilib, eng qadimgi toshli toshlarni geokimyoviy tadqiqotlar ma'lumotlariga ko'ra, fotoavtotrofik hayotning evolyutsion darajasiga 4,55-4 milliard yil oldin erishilgan degan xulosaga kelish mumkin.