הופעת החמצן באטמוספירה של כדור הארץ קשורה להאטה בסיבובו

הופעת החמצן באטמוספירה של כדור הארץ קשורה להאטה בסיבובו
הופעת החמצן באטמוספירה של כדור הארץ קשורה להאטה בסיבובו
Anonim

מדענים הראו כי הארכת היום מובילה לפוטוסינתזה פרודוקטיבית יותר ואולי עזרה פעם לציאנובקטריה להפוך את מהפכת החמצן בכדור הארץ העתיק.

הודות לכוח הכבידה של הירח, מהירות הסיבוב של כוכב הלכת שלנו מאטה בהדרגה, והיום מתארך בכשתי אלפיות השנייה למאה. בהיקף חיי האדם, שינויים אלה אינם מורגשים, אך מצטברים לאורך מיליוני שנים, יש להם השפעה עצומה על הביוספרה כולה. אולי הם אלו שהובילו לאחת השינויים החמורים ביותר בתולדות החיים - הופעתה של אטמוספירת חמצן.

הוא האמין כי האירועים המרכזיים התרחשו לפני כ -2.4 מיליארד שנים או קודם לכן. באותו זמן הופיעו ציאנובקטריות פוטוסינתטיות, ששחררו חמצן, שהתמוסס באוקיינוס, התיישב בתרכובות מינרליות ומילא את האוויר. ואם לשפוט לפי נתוני היצירה החדשה, אורך היום מילא תפקיד חשוב במהפכת החמצן הזו. זה מתואר במאמר חדש של מדענים מגרמניה וארצות הברית, שפורסם בכתב העת Nature Geoscience.

חיבור אפשרי התעורר על ידי חיידקים החיים באזור הסינקולה של האי התיכון, מערה תת מימית טבעית על אגם הורון בצפון אמריקה. התנאים שם קיצוניים: המים רוויים בגופרית ודלים בחמצן. עם זאת, הסלעים מכוסים קהילות משגשגות של חיידקים אקסטרופילים היוצרים מחצלות חיידקים רב שכבתיות. ציאנובקטריה בהן מתקיימות בד בבד ומתחרות עם חיידקים מפחיתים סולפט, המייצרים אנרגיה ללא אור, באמצעות סולפט.

ביולוגים שמו לב שבחושך מפחיתים סולפטיים מתקרבים לפני השטח של המחצלת הרב שכבתית, ובאור הם מוחלפים בציאנובקטריות פוטוסינתטיות. מחזור יומי זה קשור לתחרות של חיידקים על הגישה אל פני השטח של המחצלת, שם מתבצעת חילופי חומרים ואנרגיה אינטנסיביים ביותר עם הסביבה. עם זאת, השינוי היומיומי של חלק מהחיידקים לאחרים אינו מתרחש באופן מיידי, לוקח מספר שעות.

כתוצאה מכך, לציאנובקטריה אין הרבה זמן "לעבוד". אבל ככל שהיום ארוך יותר, כך הוא יותר. כדי לבדוק השערה זו, מדענים השתמשו בנתונים מחיישנים שהותקנו במטבעה של האי התיכון, וגם ערכו ניסויים בדגימות חיידקים שהובאו למעבדה. על בסיס זה התקבל מודל שהראה את התלות של התפתחות החמצן בתדירות ההחלפה של תקופות אור וחושך.

נראה כי יומיים במשך 12 שעות זהים ליום אחד תוך 24 שעות; אולם מבחינת הפוטוסינתזה הם רחוקים מלהיות שווים. המגבלות הקשורות בתנועה איטית של חיידקים ופיזור מולקולות דרך מחצלת החיידקים, מובילות לכך שלציאנובקטריה לוקח זמן ניכר "להתחמם" ולהתחיל תהליכים אלה במלוא העוצמה. לכן התארכות אור היום יכולה להגדיל באופן דרמטי את יעילות עבודתם - מה שככל הנראה קרה בעידן מהפכת החמצן.

מוּמלָץ: