Геомикробиолог от Вашингтонския университет в Сейнт Луис предложи, че еволюцията е основната движеща сила в ранното развитие на Земята, а не физическите процеси, като тектоника на плочите.
Каррин Бланк, доктор на науките, доцент на университета във Вашингтон в катедрата по Земя и планетарни науки в областта на изкуствата и науките, изучаващ цианобактерии - бактерии, които използват светлина, вода и въглероден диоксид за производството на кислород и биомаса - стигна до заключението, че това видовете започват на Земята в сладководни системи на континентите и постепенно се развиват, за да съществуват в солени води, след това по-високи солни, морски и хиперсолни (солена кора) среда.
Цианобактериите са организми, които са породили хлоропласти, фабриката за кислород в растителните клетки. Преди половин милиард години цианобактериите предхождаха по-сложни организми като многоклетъчни растения и функционираха в свят, където нивото на кислород в биосферата беше много по-малко, отколкото е днес. През много дългия си живот цианобактериите са разработили система за оцеляване на постепенно нарастваща окисляваща среда, което ги прави интерес за широк кръг изследователи.
Бланк е в състояние да извлече хипотезата си от родословни дървета, които рисува от цианобактерии. Нейните наблюдения вероятно ще предизвикат дебат сред биолози и геолози, изучаващи една от най-противоречивите епохи на Земята - преди около 2,1 милиарда години, когато цианобактериите са възникнали за първи път на Земята. Това беше време, когато атмосферата на Земята имаше невероятно, мистериозно и необяснимо повишение на кислорода, от изключително ниски нива до 10 процента от днешната. Имаше три - някои казват четири - глобални ледения, а вкаменелостите отразяват голяма промяна в броя на организмите, метаболизиращи сярата, и голяма промяна в въглеродния цикъл.
„Въпросът е: Защо?“ - каза Бланк.
„Моят принос е опитът да се намерят еволюционни обяснения за тези основни промени. По това време имаше много еволюционни движения в цианобактериите и бактериите оказваха влияние върху развитието на Земята. В миналото геолозите разчитаха на геоложки събития за преходи, които предизвикаха промяна, но аз твърдя, че много от тези неща могат да бъдат еволюционни. "
Бланк представи своите изследвания на годишната среща на Геологическото общество на Америка през 2004 г., която се проведе на 7-10 ноември в Денвър.
Пустото откриване, че цианобактериите са се появили на първо място в сладководни езера или потоци е противоположно.
„Повечето хора имат предположението, че цианобактериите са излезли от морска среда - в края на краищата те все още са важни за морската среда днес, така че винаги трябва да са били“, каза Бланк. „Когато цианобактериите започнаха да се появяват, нямаше озонов щит, така че UV светлината би убила повечето неща. Те или трябваше да измислят начини да се справят с UV светлината - и има доказателства, че са направили пигменти, поглъщащи UV, - или да намерят начини да растат под утайки, за да избегнат светлината. “
За да изучи еволюцията на цианобактериите, Бланк състави гръбначно дърво, използвайки множество гени от цели последователности на генома. Допълнителни видове бяха добавени към дървото с помощта на рибозомни РНК гени. Морфологични знаци, например, наличието или отсъствието на обвивка, едноклетъчен или филаментозен растеж, наличието или отсъствието на хетероцисти? дебелостенна клетка, възникваща на интервали? бяха кодирани и картографирани на дървото. Разпределението на чертите е сравнено с тези, открити в записа на вкаменелости.
Цианобактериите, възникнали преди около два милиарда години, се превръщат в сложни микроби, които имат по-голям диаметър на клетките от по-ранните групи - поне 2,5 микрона. Дървото на Бланк показва, че няколко морфологични черти са възникнали независимо в множество линии, сред които структура на обвивката, нишковидния растеж, способността за фиксиране на азот, термофилия (любов към топлината), подвижността и използването на сулфид като донор на електрон.
„Ще ни трябват много анализи на записа на микро-вкаменелости от сериозни палеобиолози, за да видим колко здрава е тази хипотеза“, каза Бланк. „Този период е една от най-големите загадки както за биолозите, така и за геолозите. Огромно количество неща се случват тогава в геоложките записи. "
Оригинален източник: WUSTL News Release
