Badania geochemiczne przeprowadzone przez zespół naukowców ujawniają, że mikroorganizmy produkujące tlen mogły tlenować znaczne obszary dna oceanicznego nawet setki milionów lat przed tym, jak tlen pojawił się w atmosferze. Odkrycia te, opublikowane w czasopiśmie „Nature Geoscience”, sugerują, że cyjanobakterie były znacznie bardziej rozpowszechnione w przeszłości, niż dotychczas sądzono.
- Mikroorganizmy produkujące tlen istniały setki milionów lat przed tlenem w atmosferze.
- Cyjanobakterie były bardziej rozpowszechnione, niż wcześniej sądzono.
- Około 2,4 miliarda lat temu nastąpiło Wielkie Zdarzenie Utleniające.
- Badania sugerują, że cyjanobakterie mogły fotosyntetyzować znacznie wcześniej.
- Organizmy aerobowe mogły ewoluować na dnie morskim przed tlenem w atmosferze.
Odkrycia sprzed miliardów lat
Analiza osadów sprzed około 2,6 miliarda lat wykazała, że tlen mógł występować w dużych regionach oceanów w postaci pulsów. Kurt Konhauser, geochemik z Uniwersytetu Alberty w Kanadzie, komentuje: „To pokazuje, że nie tylko cyjanobakterie już ewoluowały, ale były w ogromnych ilościach i nawet tlenowały dno oceaniczne”. Oznacza to, że organizmy aerobowe mogły ewoluować na dnie morskim znacznie wcześniej, zanim tlen dotarł do atmosfery.
Wielkie zdarzenie utleniające
Około 2,4 miliarda lat temu poziomy tlenu w atmosferze wzrosły po raz pierwszy dzięki fotosyntetycznym działaniom cyjanobakterii. To wydarzenie, znane jako Wielkie Zdarzenie Utleniające, na zawsze zmieniło trajektorię ewolucji życia. Badania chemiczne w prymitywnych osadach dna morskiego sugerują, że cyjanobakterie mogły fotosyntetyzować setki milionów lat przed tym przełomowym momentem. Niektórzy naukowcy uważają, że w tym okresie mikroorganizmy te były ograniczone do miejsc w starożytnym oceanie, znanych jako oazy tlenowe.
Metody badawcze
W nowym badaniu geochemik Xinming Chen z Uniwersytetu Jiao Tong w Szanghaju i jego zespół analizowali starożytne łupki z Australii i Południowej Afryki, koncentrując się na stężeniach pierwiastka talu. W tlenowej wodzie morskiej tlenki manganu tworzą się i usuwają cięższe izotopy talu z wody. „Aby ten sygnał mógł się uformować, tlen musi być obecny wzdłuż dna morskiego” – wyjaśnia Chen. Zespół miał na celu znalezienie dowodów na głęboką, regionalną tlenację morza.
Wyniki badań
Rekord talu ujawnił, że ocean stał się przynajmniej regionalnie tlenowany około 2,65 miliarda i 2,5 miliarda lat temu. Te okresy były oddzielone interwałem, w którym nie było tlenu. Chen podkreśla, że poziomy tlenu w starożytnych morzach oscylowały: „To nie jest tylko ciągłe lub tylko w jednym kierunku”. Co więcej, tlenacja sprzed 2,5 miliarda lat, którą zespół Chen’a wykrył, zbiegła się z tlenacją odkrytą przez inną grupę badawczą w innym osadzie łupkowym w Australii.
Znaczenie dla poszukiwań życia
Metoda, którą zespół Chen’a wykorzystał do poszukiwania starożytnego tlenu na Ziemi, może również wspierać poszukiwania życia na innych planetach. Konhauser zauważa: „Jeśli formowanie tlenków manganu pozostaje jedynym znanym procesem, który może generować te sygnatury talu, to może to być potencjalnie bardzo interesująca biosygnatura”. Odkrycia te nie tylko poszerzają naszą wiedzę o historii życia na Ziemi, ale także mogą mieć dalekosiężne implikacje dla astrobiologii.