Geomikrobiológ na Washingtonskej univerzite v St. Louis navrhol, že evolúcia je primárnou hnacou silou v ranom vývoji Zeme, nie fyzickými procesmi, ako sú napríklad tektonika platní.
Carrine Blank, Ph.D., odborná asistentka geomikrobiológie na Washingtonskej univerzite na Katedre Zeme a planétových vied v odbore Umenie a vedy, študujúca cyanobaktérie - baktérie, ktoré používajú svetlo, vodu a oxid uhličitý na výrobu kyslíka a biomasy - dospela k záveru, že tieto Druhy začali na Zemi v sladkovodných systémoch na kontinentoch a postupne sa vyvíjali na existenciu v brakických vodných prostrediach, potom v prostrediach vyšších solí, morských a hyper slaných (soľná kôra).
Cyanobaktérie sú organizmy, ktoré spôsobili vznik chloroplastov, kyslíkovej továrne v rastlinných bunkách. Pred pol miliardou rokov cyanobaktérie predchádzali zložitejším organizmom, ako sú napríklad bunkové rastliny, a fungovali vo svete, v ktorom bola hladina kyslíka v biosfére oveľa nižšia ako v súčasnosti. Počas svojej veľmi dlhej životnosti vyvinuli cyanobaktérie systém na prežitie postupne sa zvyšujúceho oxidačného prostredia, vďaka čomu sú zaujímavé pre širokú škálu výskumníkov.
Blank je schopná čerpať hypotézu z rodokmeňov, ktoré kreslí na cyanobaktérie. Jej pozorovania pravdepodobne podnietia diskusiu medzi biológmi a geológmi študujúcimi jednu z najkontroverznejších období na Zemi - približne pred 2,1 miliardami rokov, keď sa na Zemi prvýkrát objavili cyanobaktérie. Bolo to obdobie, keď zemská atmosféra zaznamenala neuveriteľný, tajomný a nevysvetliteľný nárast kyslíka, z extrémne nízkych hladín na 10 percent toho, čo je dnes. Vyskytli sa tri globálne glaciacie - niektorí hovoria a fosílne záznamy odrážajú zásadný posun v počte organizmov metabolizujúcich síru a zásadný posun v cykloch uhlíka.
"Otázka znie: Prečo?" povedal prázdny.
„Môj príspevok je pokus o nájdenie evolučných vysvetlení týchto hlavných zmien. V súčasnosti bolo v cyanobaktériách veľa evolučných pohybov a baktérie ovplyvňovali vývoj Zeme. Geológovia sa v minulosti spoliehali na geologické udalosti pri prechodoch, ktoré vyvolali zmeny, ale tvrdím, že veľa z týchto vecí by mohlo byť evolučných. ““
Blank predstavila svoj výskum na výročnom stretnutí Geologickej spoločnosti Ameriky v roku 2004, ktoré sa konalo 7. - 10. novembra v Denveri.
Blank je zistenie, že cyanobaktérie sa objavili ako prvé v sladkovodných jazerách alebo potokoch, je neintuitívne.
"Väčšina ľudí má predpoklad, že cyanobaktérie pochádzajú z morského prostredia - koniec koncov, sú stále dôležité pre morské prostredie dnes, takže to vždy muselo byť," uviedol Blank. "Keď sa začali objavovať cyanobaktérie, neexistoval žiadny ozónový štít, takže ultrafialové svetlo zabilo väčšinu vecí." Buď museli prísť na spôsoby, ako sa vysporiadať s UV svetlom - a existujú dôkazy, že vyrábajú pigmenty absorbujúce UV žiarenie - alebo nájsť spôsoby, ako pestovať v sedimentoch, aby sa tomuto svetlu vyhli. ““
Aby sa študoval vývoj cyanobaktérií, Blank zostavil strom chrbtice s použitím viacerých génov z celých genómových sekvencií. Do stromu sa pridali ďalšie druhy pomocou ribozomálnych RNA génov. Morfologické znaky, napríklad prítomnosť alebo neprítomnosť plášťa, jednobunkový alebo vláknitý rast, prítomnosť alebo neprítomnosť heterocyst? hrubá stena, ktorá sa vyskytuje v intervaloch? boli kódované a zmapované na strome. Distribúcia vlastností sa porovnala s distribúciou v fosílnych záznamoch.
Cyanobaktérie, ktoré sa objavili asi pred dvomi miliardami rokov, sa stali komplexnými mikróbmi, ktoré mali väčší priemer buniek ako predchádzajúce skupiny - najmenej 2,5 mikrónu. Blankov strom ukazuje, že niekoľko morfologických znakov vzniklo nezávisle vo viacerých líniách, medzi nimi štruktúra plášťa, vláknitý rast, schopnosť fixovať dusík, teplomilne (láska k teplu), pohyblivosť a použitie sulfidu ako donora elektrónov.
"Budeme potrebovať veľa analýz mikro fosílnych záznamov serióznych paleobiológov, aby sme zistili, ako je táto hypotéza správna," uviedol Blank. „Tento časový rámec je jednou z najväčších hádaniek pre biológov a geológov. Potom sa v geologickom zázname deje obrovské množstvo vecí. “
Pôvodný zdroj: WUSTL News Release
