Геомікробіолог з Вашингтонського університету в Сент-Луїсі запропонував, що еволюція є головною рушійною силою в ранньому розвитку Землі, а не фізичними процесами, такими як тектоніка плит.
Керрін Бланк, доктор філософії, доцент кафедри геомікробіології університету Вашингтонського університету з мистецтв і наук, що вивчає ціанобактерії - бактерії, які використовують світло, воду та вуглекислий газ для отримання кисню та біомаси - зробили висновок, що це види почали працювати на Землі в прісноводних системах на континентах і поступово еволюціонували до існування в солонистих водних середовищах, потім вищих сольових, морських і гіперсолених (сольова кора).
Ціанобактерії - це організми, що породили хлоропласти, фабрику кисню в рослинних клітинах. Півтора мільярда років тому ціанобактерії передували більш складним організмам, як багатоклітинні рослини та функціонували у світі, де рівень кисню біосфери був значно меншим, ніж сьогодні. Протягом свого дуже тривалого періоду життя ціанобактерії розвивали систему для виживання поступово зростаючого окислювального середовища, що робить їх цікавими для широкого кола дослідників.
Бланк здатний скласти свою гіпотезу з сімейних дерев, якими вона малює ціанобактерії. Її спостереження, ймовірно, викликають суперечки між біологами та геологами, які вивчають одну з найсуперечливіших епох Землі - приблизно 2,1 мільярда років тому, коли ціанобактерії вперше виникли на Землі. Це був час, коли в атмосфері Землі спостерігався неймовірний, загадковий і незрозумілий підйом кисню - від надзвичайно низьких рівнів до 10 відсотків того, що є сьогодні. Було три - деякі кажуть, чотири - глобальні зледеніння, і запис викопних корінців відображає значне зрушення в кількості організмів, що метаболізують сірку, і великий зсув у кругообігу вуглецю.
"Питання: чому?" - сказав Бланк.
«Мій внесок - це спроба знайти еволюційні пояснення цих основних змін. В цей час у Цианобактерій було багато еволюційних рухів, і бактерії робили вплив на розвиток Землі. У минулому геологи покладалися на геологічні події для переходів, які спричинили зміни, але я стверджую, що багато чого може бути еволюційним ».
Бланк представила свої дослідження на щорічній зустрічі Геологічного товариства Америки 2004 року, що відбулася 7-10 листопада в Денвері.
Виявлення Бланка, що ціанобактерії з'явилися першими в прісних водоймах або потоках, є протиінтуїтивними.
"Більшість людей мають припущення, що ціанобактерії вийшли з морського середовища - адже вони все ще важливі для морського середовища сьогодні, тому вони завжди повинні були бути", - сказав Бланк. «Коли почали з’являтися ціанобактерії, озонового щита не було, тож ультрафіолетове світло вбило б більшість речей. Вони або повинні були придумати способи боротьби з ультрафіолетовим світлом - і є докази того, що вони виробляли ультрафіолетові пігменти - або знаходити способи вирощування під опадами, щоб уникнути світла ».
Щоб вивчити еволюцію ціанобактерій, Бланк склав дерево хребта, використовуючи кілька генів із цілих послідовностей геномів. До дерева були додані додаткові види за допомогою генів рибосомної РНК. Морфологічні ознаки, наприклад, наявність або відсутність оболонки, одноклітинний або нитчастий ріст, наявність або відсутність гетероцист? товстостінна клітина, що виникає з інтервалом? були закодовані та намальовані на дереві. Розподіл ознак порівнювали з тими, що знайдені у записі викопних робіт.
Ціанобактерії, що з’явилися близько двох мільярдів років тому, ставали складними мікробами, що мали більший діаметр клітин, ніж попередні групи - принаймні 2,5 мкм. Дерево Бланка показує, що кілька морфологічних рис виникли незалежно в декількох рядках, серед них структура оболонки, нитчастий ріст, здатність фіксувати азот, термофілію (любов до тепла), рухливість та використання сульфіду як донора електронів.
"Нам знадобиться безліч аналізів мікрофонічних записів серйозними палеобіологами, щоб побачити, наскільки ця гіпотеза звучить", - сказав Бланк. «Цей час є однією з найбільших загадок для біологів та геологів. У геологічному записі відбувається величезна кількість речей. "
Оригінальне джерело: WUSTL News Release
