Geomikrobiolog na Washingtonské univerzitě v St. Louis navrhl, že evoluce je hlavní hybnou silou raného vývoje Země než fyzických procesů, jako je tektonika desek.
Carrine Blank, Ph.D., odborná asistentka geomikrobiologie na Washingtonské univerzitě na Katedře Země a planetárních věd v oboru umění a věd, studující cyanobakterie - bakterie, které k produkci kyslíku a biomasy používají světlo, vodu a oxid uhličitý - dospěla k závěru, že tyto druhy začaly na Zemi ve sladkovodních systémech na kontinentech a postupně se vyvinuly, aby existovaly v brakických vodních prostředích, poté v prostředích vyšších solí, mořských a hyper slaných (slaná kůra).
Cyanobacteria jsou organismy, které vedly ke vzniku chloroplastů, kyslíkové továrny v rostlinných buňkách. Před půl miliardou let cyanobakterie předcházely složitějším organismům, jako jsou mnohobuněčné rostliny, a fungovaly ve světě, kde byla hladina kyslíku v biosféře mnohem nižší než v současnosti. Během jejich velmi dlouhé životnosti, Cyanobacteria vyvinuly systém přežít postupně rostoucí oxidační prostředí, dělat je zaujatý širokým rozsahem výzkumníků.
Blank je schopen čerpat její hypotézu z rodokmenu, které kreslí na Cyanobacteria. Její pozorování pravděpodobně podnítí debatu mezi biology a geology studujícími jednu z nejkontroverznějších dob Země - přibližně před 2,1 miliardami let, kdy se na Zemi poprvé objevily cyanobakterie. Bylo to v době, kdy zemská atmosféra měla neuvěřitelný, tajemný a nevysvětlitelný nárůst kyslíku, z extrémně nízkých hladin na 10 procent toho, co je dnes. Existovaly tři - někteří říkají čtyři - globální glaciace a fosilní záznam odráží hlavní posun v počtu organismů metabolizujících síru a hlavní posun v cyklování uhlíku.
"Otázka zní: Proč?" řekl prázdný.
„Můj příspěvek je pokus najít evoluční vysvětlení těchto hlavních změn. V této době bylo v cyanobakteriích mnoho evolučních pohybů a bakterie ovlivňovaly vývoj Země. Geologové se v minulosti spoléhali na geologické události u přechodů, které vyvolaly změnu, ale tvrdím, že mnoho z těchto věcí by mohlo být evoluční. “
Blank představila svůj výzkum na výročním zasedání Geologické společnosti Ameriky v roce 2004, které se konalo 7. - 10. listopadu v Denveru.
Blank je zjištění, že Cyanobacteria se objevil první ve sladkovodních jezerech nebo potokech, je neintuitivní.
"Většina lidí má předpoklad, že cyanobakterie vycházely z mořského prostředí - přece jen jsou dnes pro mořské prostředí stále důležitá, takže to vždy muselo být," řekl Blank. "Když se začaly objevovat cyanobakterie, neexistoval žádný ozonový štít, takže UV záření by většinu věcí zabilo." Buď museli přijít s způsoby, jak se vypořádat s UV světlem - a existují důkazy, že vyráběli pigmenty absorbující UV záření - nebo najít způsoby, jak růst pod sedimenty, aby se tomuto světlu vyhnuli. “
Abychom mohli studovat vývoj cyanobakterií, Blank vytvořil páteřní strom pomocí více genů z celých genomových sekvencí. Další druhy byly přidány do stromu pomocí ribozomálních RNA genů. Morfologické znaky, například přítomnost nebo nepřítomnost pochvy, jednobuněčný nebo vláknitý růst, přítomnost nebo nepřítomnost heterocyst? silnostěnná buňka vyskytující se v intervalech? byly kódovány a mapovány na stromě. Distribuce vlastností byla porovnána s těmi, které byly nalezeny ve fosilních záznamech.
Cyanobakterie objevující se před asi dvěma miliardami let se staly komplexními mikroby, které měly větší průměr buněk než dřívější skupiny - nejméně 2,5 mikronů. Blankův strom ukazuje, že několik morfologických znaků vzniklo nezávisle na několika liniích, mezi nimi struktura pláště, vláknitý růst, schopnost fixovat dusík, termofilně (láska k teplu), pohyblivost a použití sulfidu jako donoru elektronů.
"Budeme potřebovat spoustu analýz mikro-fosilních záznamů seriózních paleobiologů, abychom viděli, jak zdravá je tato hypotéza," řekl Blank. „Tento časový rámec je jedním z největších hádanek pro biology i geology. Potom se v geologickém záznamu děje obrovské množství věcí. “
Původní zdroj: WUSTL News Release
