Un geomicrobiolog la Universitatea Washington din St. Louis a propus că evoluția este forța principală în dezvoltarea timpurie a Pământului, mai degrabă decât în procese fizice, cum ar fi tectonica plăcilor.
Carrine Blank, doctor, profesor asistent de geomicrobiologie la Universitatea din Washington la Departamentul de Științe ale Pământului și Planetarelor în Arte și Științe, studiază cianobacteriile - bacterii care folosesc lumină, apă și dioxid de carbon pentru a produce oxigen și biomasă - a ajuns la concluzia că acestea speciile și-au dat startul pe Pământ în sistemele de apă dulce de pe continente și au evoluat treptat pentru a exista în medii cu apă salubre, apoi în medii cu sare mai mare, marine și hiper-saline (crusta de sare).
Cianobacteriile sunt organisme care au dat naștere cloroplastelor, fabrica de oxigen din celulele plantelor. Acum o jumătate de miliard de ani Cianobacteriile au predat organisme mai complexe precum plantele multicelulare și au funcționat într-o lume în care nivelul de oxigen al biosferei a fost mult mai mic decât în prezent. De-a lungul duratei lor de viață foarte lungi, cianobacteriile au evoluat un sistem pentru a supraviețui unui mediu oxidant în creștere treptată, ceea ce le face interes pentru o gamă largă de cercetători.
Blank este capabil să-și tragă ipoteza din copacii genealogici pe care îi trage cianobacterii. Observațiile sale sunt susceptibile de a provoca dezbateri între biologii și geologii care studiază una dintre cele mai controversate epoci ale Pământului - cu aproximativ 2,1 miliarde de ani în urmă, când cianobacteriile au apărut pentru prima dată pe Pământ. Aceasta a fost o perioadă în care atmosfera Pământului a avut o creștere incredibilă, misterioasă și inexplicabilă a oxigenului, de la niveluri extrem de scăzute la 10% din ceea ce este astăzi. Au existat trei - unii spun patru - glaciații globale, iar registrul fosilelor reflectă o schimbare majoră a numărului de organisme care metabolizează sulful și o schimbare majoră a ciclului de carbon.
"Întrebarea este: de ce?" spuse Blank.
„Contribuția mea este încercarea de a găsi explicații evolutive pentru aceste schimbări majore. În această perioadă au existat o mulțime de mișcări evolutive în Cianobacterii și bacteriile au avut un impact asupra dezvoltării Pământului. În trecut, geologii s-au bazat pe evenimente geologice pentru tranziții care au declanșat schimbări, dar susțin că multe dintre aceste lucruri ar putea fi evolutive. ”
Blank și-a prezentat cercetările la reuniunea anuală din 2004 a Societății Geologice din America, care a avut loc în data de 7-10 noiembrie la Denver.
Constatarea lui Blank că cianobacteriile au apărut pentru prima dată în lacurile sau curenții de apă dulce este contraintuativ.
"Majoritatea oamenilor au presupus că cianobacteriile au ieșit dintr-un mediu marin - până la urmă, ele sunt încă importante pentru mediile marine astăzi, așa că trebuie să fi fost întotdeauna", a spus Blank. „Când Cianobacteriile au început să apară, nu a existat niciun scut de ozon, așa că lumina UV ar fi ucis majoritatea lucrurilor. Fie trebuiau să găsească modalități de a face față cu lumina UV - și există dovezi că au făcut pigmenți absorbitori UV - sau au găsit modalități de a crește sub sedimente pentru a evita lumina. ”
Pentru a studia evoluția cianobacteriilor, Blank a elaborat un arbore vertebral folosind multiple gene din secvențe întregi de genom. S-au adăugat specii suplimentare la copac folosind gene ARN ribozomale. Caractere morfologice, de exemplu, prezența sau absența unei teci, creșterea unicelulară sau filamentară, prezența sau absența heterocistilor? o celulă cu pereți groși care intervine la intervale? au fost codate și mapate pe copac. Distribuția trăsăturilor a fost comparată cu cele găsite în evidența fosilelor.
Cianobacteriile apărute în urmă cu aproximativ două miliarde de ani deveneau microbi complexi care aveau diametre celulare mai mari decât grupurile anterioare - cel puțin 2,5 microni. Arborele lui Blank arată că mai multe trăsături morfologice au apărut independent în mai multe linii, printre care o structură de teacă, creșterea filamentară, capacitatea de a fixa azotul, termofilia (iubirea de căldură), motilitatea și utilizarea sulfurii ca donator de electroni.
„Vom avea nevoie de o mulțime de analize ale înregistrării micro-fosile de către paleobiologi serioși pentru a vedea cât de solidă este această ipoteză”, a spus Blank. „Acest interval de timp este unul dintre cele mai mari puzzle-uri pentru biologi și geologi deopotrivă. O mare cantitate de lucruri se întâmplă atunci în registrul geologic. "
Sursa originală: Comunicat de știri WUSTL
