Ένας γεωμικροβιολόγος στο Πανεπιστήμιο της Ουάσινγκτον στο Σεντ Λούις πρότεινε ότι η εξέλιξη είναι η κύρια κινητήρια δύναμη στην ανάπτυξη της πρώιμης Γης παρά στις φυσικές διεργασίες, όπως η τεκτονική πλάκας.
Ο Carrine Blank, Ph.D., βοηθός καθηγητή γεωμικροβιολογίας του Πανεπιστημίου της Ουάσιγκτον στο Τμήμα Γη & Πλανητικών Επιστημών Τεχνών και Επιστημών, μελετώντας τα Κυανοβακτήρια - βακτήρια που χρησιμοποιούν φως, νερό και διοξείδιο του άνθρακα για την παραγωγή οξυγόνου και βιομάζας - κατέληξε στο συμπέρασμα ότι αυτά Τα είδη ξεκίνησαν στη Γη σε συστήματα γλυκού νερού στις ηπείρους και σταδιακά εξελίχθηκαν για να υφίστανται σε περιβάλλοντα υφάλμυρου νερού, μετά υψηλότερα αλατισμένα, θαλάσσια και υπερ-αλατούχα περιβάλλοντα
Τα κυανοβακτήρια είναι οργανισμοί που δημιούργησαν χλωροπλάστες, το εργοστάσιο οξυγόνου στα φυτικά κύτταρα. Πριν από μισό δισεκατομμύριο χρόνια τα Κυανοβακτήρια προκάλεσαν πιο πολύπλοκους οργανισμούς όπως τα πολυκυτταρικά φυτά και λειτουργούσαν σε έναν κόσμο όπου το επίπεδο οξυγόνου της βιόσφαιρας ήταν πολύ μικρότερο από ό, τι σήμερα. Κατά τη διάρκεια της πολύ μεγάλης διάρκειας ζωής τους, τα κυανοβακτήρια έχουν αναπτύξει ένα σύστημα για να επιβιώσουν σε ένα σταδιακά αυξανόμενο οξειδωτικό περιβάλλον, καθιστώντας τα ενδιαφέροντα για ένα ευρύ φάσμα ερευνητών.
Η Blank είναι σε θέση να αντλήσει την υπόθεσή της από οικογενειακά δέντρα που σχεδιάζει από Cyanobacteria. Οι παρατηρήσεις της ενδέχεται να προκαλέσουν συζήτηση μεταξύ βιολόγων και γεωλόγων που μελετούν μία από τις πιο αμφιλεγόμενες εποχές της Γης - περίπου 2,1 δισεκατομμύρια χρόνια πριν, όταν τα κυανοβακτήρια εμφανίστηκαν για πρώτη φορά στη Γη. Αυτή ήταν μια εποχή που η γήινη ατμόσφαιρα είχε μια απίστευτη, μυστηριώδη και ανεξήγητη αύξηση του οξυγόνου, από εξαιρετικά χαμηλά επίπεδα έως 10 τοις εκατό από αυτό που είναι σήμερα. Υπήρχαν τρεις - μερικοί λένε τέσσερις - παγκόσμιοι παγετώνες και το αρχείο απολιθωμάτων αντικατοπτρίζει μια σημαντική μετατόπιση του αριθμού των οργανισμών που μεταβολίζουν το θείο και μια σημαντική μεταβολή στην ανακύκλωση του άνθρακα.
«Το ερώτημα είναι: Γιατί;» είπε ο Blank.
«Η συμβολή μου είναι η προσπάθεια εξεύρεσης εξελικτικών εξηγήσεων για αυτές τις σημαντικές αλλαγές. Υπήρξαν πολλές εξελικτικές κινήσεις στα Κυανοβακτήρια αυτή τη στιγμή, και τα βακτήρια είχαν αντίκτυπο στην ανάπτυξη της Γης. Οι γεωλόγοι στο παρελθόν βασίζονταν σε γεωλογικά γεγονότα για μεταβάσεις που προκάλεσαν αλλαγή, αλλά υποστηρίζω ότι πολλά από αυτά τα πράγματα θα μπορούσαν να είναι εξελικτικά. "
Η Blank παρουσίασε την έρευνά της στην ετήσια συνάντηση του 2004 της Γεωλογικής Εταιρείας της Αμερικής, που πραγματοποιήθηκε στις 7-10 Νοεμβρίου στο Ντένβερ.
Η διαπίστωση του Blank ότι τα Κυανοβακτήρια εμφανίστηκαν πρώτα σε λίμνες ή ρέματα γλυκού νερού είναι αντιφατικά.
"Οι περισσότεροι άνθρωποι έχουν την υπόθεση ότι τα κυανοβακτήρια βγήκαν από ένα θαλάσσιο περιβάλλον - τελικά, είναι ακόμα σημαντικά για τα θαλάσσια περιβάλλοντα σήμερα, οπότε πρέπει πάντα να ήταν", δήλωσε ο Blank. «Όταν τα Κυανοβακτήρια άρχισαν να εμφανίζονται, δεν υπήρχε ασπίδα του όζοντος, έτσι το υπεριώδες φως θα σκότωνε τα περισσότερα πράγματα. Έπρεπε είτε να έχουν βρει τρόπους αντιμετώπισης της υπεριώδους ακτινοβολίας - και υπάρχουν ενδείξεις ότι έφτιαξαν χρωστικές που απορροφούν την υπεριώδη ακτινοβολία - ή να βρουν τρόπους ανάπτυξης κάτω από ιζήματα για να αποφύγουν το φως. "
Για να μελετήσει την εξέλιξη των κυανοβακτηρίων, ο Blank σχεδίασε ένα κορμό δέντρου χρησιμοποιώντας πολλαπλά γονίδια από ολόκληρες αλληλουχίες γονιδιώματος. Πρόσθετα είδη προστέθηκαν στο δέντρο χρησιμοποιώντας ριβοσωματικά RNA γονίδια. Μορφολογικοί χαρακτήρες, για παράδειγμα, η παρουσία ή απουσία θήκης, μονοκυτταρικής ή νηματώδους ανάπτυξης, η παρουσία ή απουσία ετεροκυττάρων; ένα κελί με πυκνά τοιχώματα που εμφανίζεται σε διαστήματα; κωδικοποιήθηκαν και χαρτογραφήθηκαν στο δέντρο. Η κατανομή των χαρακτηριστικών συγκρίθηκε με αυτά που βρέθηκαν στα απολιθώματα.
Τα κυανοβακτήρια που εμφανίστηκαν πριν από περίπου δύο δισεκατομμύρια χρόνια έγιναν σύνθετα μικρόβια που είχαν μεγαλύτερες κυτταρικές διαμέτρους από προηγούμενες ομάδες - τουλάχιστον 2,5 μικρά. Το δέντρο του Blank δείχνει ότι αρκετά μορφολογικά χαρακτηριστικά προέκυψαν ανεξάρτητα σε πολλές γραμμές, μεταξύ των οποίων μια δομή θηκάρι, νηματοειδής ανάπτυξη, η ικανότητα σταθεροποίησης αζώτου, η θερμοφιλία (αγάπη για τη θερμότητα), η κινητικότητα και η χρήση σουλφιδίου ως δότη ηλεκτρονίων.
«Θα χρειαστούμε πολλές αναλύσεις του δίσκου μικρο-απολιθωμάτων από σοβαρούς παλαιοβιολόγους για να δούμε πόσο υγιής είναι αυτή η υπόθεση», δήλωσε ο Blank. «Αυτό το χρονικό πλαίσιο είναι ένας από τους μεγαλύτερους γρίφους για βιολόγους και γεωλόγους. Πολλά πράγματα συμβαίνουν τότε στο γεωλογικό αρχείο. "
Αρχική πηγή: Δελτίο ειδήσεων WUSTL
