Η ζωή στη Γη απογειώθηκε πριν από 3 δισεκατομμύρια χρόνια μόλις έμαθαν οι μικροοργανισμοί να χρησιμοποιούν την ενέργεια από τον Ήλιο

Η ζωή στον πλανήτη μας γνώρισε θεαματική άνοδο περίπου πριν από τρία δισεκατομμύρια χρόνια, κατά πάσα πιθανότητα όταν οι προϋπάρχουσες πρωτόγονες και απλοϊκές μορφές μικροοργανισμών -τα λεγόμενα "Αρχαία Περίοδο" (3.33 έως 2.85 δισ. έτη πριν) – ανέπτυξαν πιο αποτελεσματικούς τρόπους να "χειραγωγούν" και να αξιοποιούν την ηλιακή ενέργεια, σύμφωνα με μια νέα αμερικανική επιστημονική έρευνα.
Στο συμπέρασμα αυτό, που ρίχνει φως στη φυσική ιστορία της Προκάμβριας ζωής, κατέληξαν οι ερευνητές Eric Alm και Lawrence David του πανεπιστημίου ΜΙΤ των ΗΠΑ, που δημοσίευσαν τη σχετική μελέτη στο περιοδικό "Nature".


Οι αμερικανοί επιστήμονες δημιούργησαν ένα "γενωμικό απολίθωμα", κατ’ ουσία ένα μαθηματικό μοντέλο, που συμπεριλαμβάνει περίπου 4.000 οικογένειες γονιδίων-κλειδιών οι οποίες υπάρχουν σήμερα και το οποίο υπολόγισε με ποιο τρόπο αυτά τα γονίδια εξελίχτηκαν από το πολύ μακρινό παρελθόν μέχρι την εποχή μας.

Οι ερευνητές συμπέραναν ότι το συλλογικό γονιδίωμα όλης της ζωής επεκτάθηκε σε δραματικό βαθμό πριν από 3,3 έως 2,8 δισεκατομμύρια χρόνια και στη διάρκεια αυτού του χρονικού διαστήματος εμφανίστηκε πάνω από το ένα τέταρτο (το 27%) όλων των υφισταμένων σήμερα οικογενειών γονιδίων.

Οι επιστήμονες εκτιμούν ότι αυτή η "απογείωση" των έμβιων όντων κατέστη εφικτή χάρη στην εμφάνιση μιας κρίσιμης βιοχημικής διαδικασίας, που αφορούσε στη μετακίνηση των ηλεκτρονίων μέσω των κυτταρικών μεμβρανών. Με τον τρόπο αυτό, τα φυτά και μερικοί μικροοργανισμοί μπόρεσαν να συλλέγουν πλέον ενέργεια από τον ήλιο και να δώσουν ώθηση στη φωτοσύνθεση και στην παραγωγή οξυγόνου στον πλανήτη μας, κάνοντας σταδιακά την ατμόσφαιρα της Γης πιο φιλική στην ανάπτυξη ζωής.

Η μεγάλη αρχική αλλαγή, που οδήγησε στην "έκρηξη" των "Αρχαίων", ακολουθήθηκε, έπειτα από περίπου 500 εκατ. χρόνια, από την "μεγάλη οξείδωση", δηλαδή την προοδευτική αύξηση του οξυγόνου στην ατμόσφαιρα του πλανήτη μας. Το φαινόμενο αυτό εκτιμάται ότι προκάλεσε τη μεγαλύτερη "αλλαγή φρουράς" (δηλαδή μαζική καταστροφή) στη Γη, καθώς οι πρωτόγονες μικροβιακές μορφές ζωής, που δεν μπορούσαν να αναπνεύσουν οξυγόνο, αναγκαστικά εξαφανίστηκαν και στη θέση τους ήρθαν μεγαλύτερες και πιο πολύπλοκες (και εν καιρώ πιο έξυπνες) αερόβιες μορφές ζωής, οι οποίες μπορούσαν να εκμεταλλευθούν το άφθονο πλέον οξυγόνο.

"Η πρόσβαση σε μια πολύ μεγαλύτερη ενεργειακή πηγή (σ.σ. χάρη στη δυνατότητα μεταφοράς ηλεκτρονίων) επέτρεψε στη βιόσφαιρα να φιλοξενήσει μεγαλύτερα και πιο πολύπλοκα μικροβιακά οικοσυστήματα" δήλωσε ο David.

Τα πρώτα απολιθώματα ζωής στη Γη, που έχουν βρει οι επιστήμονες, ουσιαστικά προέρχονται από τη λεγόμενη "Κάμβρια Έκρηξη", πριν από περίπου 588 εκατ. χρόνια, όταν πλέον ο πλανήτης μας κατακλύστηκε από μια πληθώρα οργανισμών. Πριν από εκείνη την εποχή, οι διάφοροι οργανισμοί είχαν κατά βάση μαλακούς ιστούς και έτσι σπάνια έχουν αφήσει κάποια ίχνη στα πετρώματα. Έχουν, όμως, αφήσει πίσω τους μια πλούσια κληρονομιά γενετικού υλικού (DNA), που οι επιστήμονες μπορούν να αξιοποιήσουν για να κάνουν τους υπολογισμούς τους με τη βοήθεια ηλεκτρονικών υπολογιστών.

"Αυτό που είναι πραγματικά αξιοσημείωτο, είναι ότι η έρευνά μας δείχνει ότι οι ιστορίες των πολύ αρχαίων βιογεωχημικών γεγονότων είναι καταγραμμένες στο κοινό DNA των ζωντανών οργανισμών. Τώρα που αρχίζουμε να κατανοούμε με ποιο τρόπο να αποκωδικοποιούμε αυτή την ιστορία, έχουμε την ελπίδα ότι θα μπορέσουμε να ανακατασκευάσουμε, με μεγάλη λεπτομέρεια, μερικά από τα πιο πρώιμα συμβάντα στην εξέλιξη της ζωής" δήλωσε ο Eric Alm.

Πηγή: sky100,3

http://www.physics4u.gr/blog/?p=2877