a mai klímaváltozás egy gyertyát sem tart a földön több mint 2 milliárd évvel ezelőtt folytatott vegyi háborúhoz.
mielőtt a növények felfedezték a fotoszintézis erejét, az egysejtű élet a vegyi anyagokon maradt fenn, nem pedig a napfényen, hidrogénen, metánon és kénen keresztül égve, más finom vegyületek mellett. Ezeket az oxigén nélkül élő “anaerobokat” megmérgezték, amikor a cianobaktériumoknak nevezett kék-zöld algák fotoszintézist fejlesztettek ki, és oxigént kezdtek kilélegezni. A rendkívül reaktív gáz egyesül fémekkel és fehérjékkel az anaerob sejtekben, megölve őket. De a cianobaktériumok virágoztak, a napfényt cukorrá változtatták, és az oxigént hulladékként ürítették ki.
a kőzetek oxigénszintje hirtelen emelkedik 2,5 milliárd évvel ezelőtt-ezt a csúcsot “nagy oxidációs eseménynek” nevezik.”Az ugrást sokáig feltartották bizonyítékként arra, hogy a cianobaktériumok mikor fejlődtek ki a fotoszintézisben. A Nature Geoscience folyóiratban ma (március 23-án) közzétett tanulmány azonban egyre növekvő adathalmazhoz csatlakozik, amely arra utal, hogy a legkorábbi napbarátok jóval az oxigéncsúcs előtt jelentek meg.
sok kutató úgy gondolja, hogy az első fotoszintetikus organizmusok 3 milliárd évvel ezelőtt éltek a Földön. És mint a restaurátorok, akik rejtett képet találnak egy régi Mesterfestmény alatt, ezek a tudósok új képet fedeznek fel a Föld első lélegzetéről.
nehézfémek
az új tanulmányban a Yale Egyetem geokémikusa, Noah Planavsky és kollégái elemezték a molibdén és a vas szintjét 2,95 milliárd éves dél-afrikai kőzetekben. A sziklákat vízbe fektették, egy sekély óceáni környezetben a part közelében. A fémek a fotoszintézis markereként szolgálnak. Molibdén izotópok, vagy azonos számú protonnal, de eltérő számú neutronnal rendelkező elemek, Kövesse nyomon a mangán oxidációját, olyan folyamat, amely magas oxigénszintet igényel, – mondta Planavsky.
a Pongola szupercsoport kőzeteiben található kémiai nyomok arra utalnak, hogy a cianobaktériumok oxigént termelnek az óceán felszíni vizeiben-mondta Planavsky. “Tanulmányunk azt mondja, hogy lokalizált cianobaktériumok termelődtek az óceánokban” – mondta a Live Science csodálatos bolygónknak.
egy másik, szintén Dél-afrikai Pongola sziklákon végzett tanulmányban a tudósok króm izotópokat vizsgáltak, hogy megbecsüljék a légköri oxigénszintet 3 milliárd évvel ezelőtt. Az eredmények azt sugallják, hogy a légköri oxigén körülbelül 100 000-szer magasabb volt, mint a nem biológiai kémiai reakciókkal magyarázható. 26, 2013, A Nature folyóiratban.
“a két tanulmány meglehetősen kiegészíti egymást” – mondta Planavsky. “Független bizonyítékot szolgáltatunk a cianobaktériumok jelenlétére. Mi a felszíni óceáni folyamatokat követjük, ők pedig a földi folyamatokat.”
azonban, Woodward Fischer, Geobiológus a Caltech-ben Pasadenában, Kalifornia., figyelmeztet arra, hogy a nyomfém technikák további érvényesítést igényelnek. Mindkét analitikai módszer körülbelül egy évtizedes, és rendkívül régi kőzetekben tesztelik. “Az ezekből származó értelmezéseink minősége kissé bizonytalan” – mondta Fischer, aki egyik tanulmányban sem vett részt. “Őszintén szólva, ma nem értjük a molibdén és a króm körforgását.”
melyik volt előbb?
ahogy egyre érzékenyebb technikák jelennek meg a mély időbe való bepillantáshoz, új vita merült fel: a mikrobák pumpálták-e bolygónk első lélegzetét, vagy a környezeti változások oxigéndússá tették a bolygót?
új bizonyítékok arra utalnak, hogy az oxigénszint hullámvasúton haladt az első cianobaktériumok fotoszintézisének kialakulása és a nagy oxidációs esemény közötti 500 millió évben. Ez hosszú idő az élet számára — nagyjából ugyanannyi, mint a Föld első trilobitái és az emberek között eltelt idő.
egyes kutatók szerint a föld maga is szerepet játszott az oxigénszint növelésében, ahogy a kontinensek mérete nőtt. A kéreg eróziója és a vulkánok változó jellege-a nagyobb kontinensek több szárazföldi kitörést jelentenek, amelyek gázt bocsátanak ki a légkörbe, nem pedig víz alatti robbanásokat. Ezek a geológiai változások a Föld légkörét az oxigén felé tolhatták a cianobaktériumokkal összhangban.
“ami igazán izgalmas ebben, az a biológiai evolúció relatív szerepe a geológiai evolúcióval szemben a Föld történelmének legfontosabb fordulópontjaiban” – mondta Planavsky. “Ez az, ami hajtja a kutatásunkat.”
Email Becky Oskin vagy kövesse őt @beckyoskin. Kövess minket @ OAPlanet, Facebook és Google+. Eredeti cikk a Live Science csodálatos bolygónkról.
Friss hírek