Ce fenomen a întârziat oxigenarea Pământului cu un miliard de ani?

Cercetătorii au descoperit că substanțe în cantități foarte mici, precum nichelul și ureea, ar fi putut întârzia oxigenarea Pământului timp de milioane de ani.

Mai exact, nivelurile ridicate de nichel și uree au limitat odinioară cianobacteriile timpurii, menținând aerul Pământului fără oxigen. Scăderea treptată a acestor substanțe a declanșat o explozie de oxigen care a transformat planeta și a făcut posibilă viața complexă.

• De ce creierul preferă să țină minte gândurile și experiențele negative?
• Cât de monogami sunt oamenii față de alte mamifere? Se pare că undeva între castori și…

Apariția oxigenului în atmosferă a fost un moment definitoriu în istoria planetei, transformând-o într-o lume capabilă să susțină viață complexă. Această schimbare majoră, cunoscută drept Marea Oxidare (GOE), a avut loc în urmă cu aproximativ 2,1 sau 2,4 miliarde de ani.

Totuși, fotosinteza oxigenică, produsă de cianobacterii, evoluase cu sute de milioane de ani înainte de acest eveniment. Cu toate acestea, nivelul de oxigen din atmosferă a rămas scăzut o perioadă surprinzător de lungă.

Oamenii de știință au dezbătut mult timp cauzele acestei întârzieri, luând în considerare emisii vulcanice, reacții chimice și interacțiuni biologice, dar niciuna dintre ele nu explica complet întârzierea. Pentru a rezolva misterul, cercetătorii s-au concentrat pe un element adesea trecut cu vederea: rolul nichelului și al ureei în creșterea cianobacteriilor.

Reconstituirea Pământului timpuriu în laborator

„Generarea oxigenului ar fi o provocare uriașă dacă vrem vreodată să colonizăm o altă planetă. Am vrut să înțelegem cum o microbacterie minusculă, cianobacteria, a reușit să schimbe condițiile Pământului pentru a permite evoluția vieții complexe — inclusiv a noastră”, a explicat Dr. Dilan M. Ratnayake, cercetător principal de la Institutul pentru Materiale Planetare al Universității Okayama.

Studiul, realizat în colaborare cu profesorii Ryoji Tanaka și Eizo Nakamura, a fost publicat în revista Communications Earth & Environment.

Echipa a efectuat două experimente care au imitat condițiile de acum 4–2,5 miliarde de ani. În primul, au combinat amoniu, cianură și compuși de fier, expuși la lumină UV intensă, pentru a testa dacă ureea s-ar fi putut forma natural, scrie Sciencedaily.

În al doilea, au cultivat cianobacterii (Synechococcus sp. PCC 7002) în condiții variate de nichel și uree, măsurându-le creșterea prin densitate optică și nivelul de clorofilă.

Indicii pentru căutarea vieții pe alte planete

Rezultatele au arătat că, în perioada arhaică timpurie, concentrațiile mari de nichel și uree limitau înflorirea cianobacteriilor și, implicit, eliberarea de oxigen. Pe măsură ce aceste niveluri au scăzut, cianobacteriile au prosperat, eliberând oxigen și declanșând Marea Oxidare. Aceste rezultate nu explică doar trecutul, ci pot ghida și căutarea vieții pe alte planete.

„Dacă putem înțelege clar mecanismele prin care oxigenul s-a acumulat în atmosferă, vom putea identifica mai bine semnele de viață pe alte lumi”, a spus Dr. Ratnayake.

Cercetarea arată că echilibrul subtil dintre compuși organici și anorganici a jucat un rol crucial în transformarea mediului Pământului și în evoluția vieții.

Pe scurt: pe măsură ce nichelul a scăzut și ureea s-a stabilizat, cianobacteriile au început să elibereze masiv oxigen, transformând Pământul dintr-o planetă sterilă într-una plină de ecosisteme complexe.

Vă mai recomandăm să citiți și:

Cel mai abundent organism al Pământului, care produce o treime din oxigenul din lume, în pericol din cauza încălzirii oceanelor

Oamenii de știință au creat un cristal care „respiră” oxigen

Lacurile Pământului rămân fără oxigen în ritm alarmant, arată un studiu

Reușită istorică! Astronomii au detectat oxigen în cea mai îndepărtată galaxie cunoscută