Un geomicrobiologo della Washington University di St. Louis ha proposto che l'evoluzione sia la principale forza trainante nello sviluppo della Terra primitiva piuttosto che i processi fisici, come la tettonica a zolle.
Carrine Blank, Ph.D., assistente alla cattedra di geomicrobiologia presso il Dipartimento di Scienze della Terra e Planetarie in Arte e Scienze, studiando i cianobatteri - batteri che usano luce, acqua e anidride carbonica per produrre ossigeno e biomassa - ha concluso che questi le specie hanno avuto il loro inizio sulla Terra nei sistemi di acqua dolce nei continenti e si sono gradualmente evolute per esistere in ambienti con acqua salmastra, quindi in ambienti salini più elevati, in ambienti marini e iper-salini (crosta di sale).
I cianobatteri sono organismi che hanno dato origine ai cloroplasti, la fabbrica di ossigeno nelle cellule vegetali. Mezzo miliardo di anni fa i cianobatteri precedevano organismi più complessi come le piante multicellulari e funzionavano in un mondo in cui il livello di ossigeno della biosfera era molto inferiore a quello di oggi. Nel corso della loro lunghissima durata di vita, i cianobatteri hanno sviluppato un sistema per sopravvivere a un ambiente ossidante in progressivo aumento, rendendoli interessanti per una vasta gamma di ricercatori.
Blank è in grado di trarre la sua ipotesi dagli alberi genealogici che sta disegnando sui cianobatteri. È probabile che le sue osservazioni stimolino il dibattito tra biologi e geologi che studiano una delle epoche più controverse della Terra, circa 2,1 miliardi di anni fa, quando i cianobatteri sorsero per la prima volta sulla Terra. Questo è stato un momento in cui l'atmosfera terrestre ha avuto un aumento incredibile, misterioso e inspiegabile dell'ossigeno, da livelli estremamente bassi al 10 percento di quello che è oggi. Vi furono tre - alcuni dicono quattro - glaciazioni globali, e la documentazione fossile riflette un grande cambiamento nel numero di organismi che metabolizzano lo zolfo e un grande cambiamento nel ciclo del carbonio.
"La domanda è: perché?" disse Vuoto.
“Il mio contributo è il tentativo di trovare spiegazioni evolutive per questi importanti cambiamenti. Ci furono molti movimenti evolutivi nei cianobatteri in quel momento, e i batteri stavano avendo un impatto sullo sviluppo della Terra. I geologi in passato hanno fatto affidamento su eventi geologici per le transizioni che hanno innescato il cambiamento, ma sto sostenendo che molte di queste cose potrebbero essere evolutive ".
Blank ha presentato le sue ricerche all'incontro annuale del 2004 della Geological Society of America, tenutosi dal 7 al 10 novembre a Denver.
La scoperta di Blank che i cianobatteri siano emersi per primi in laghi o corsi d'acqua dolce è controintuitiva.
"La maggior parte delle persone ha il presupposto che i cianobatteri siano usciti da un ambiente marino - dopotutto, sono ancora importanti per gli ambienti marini oggi, quindi devono essere sempre stati", ha detto Blank. “Quando i cianobatteri hanno iniziato ad apparire, non c'era scudo di ozono, quindi la luce UV avrebbe ucciso la maggior parte delle cose. O dovevano aver escogitato dei modi per gestire la luce UV - e ci sono prove che hanno prodotto pigmenti che assorbono i raggi UV - o trovare il modo di crescere sotto i sedimenti per evitare la luce. ”
Per studiare l'evoluzione dei cianobatteri, Blank ha disegnato un albero dorsale usando più geni di sequenze di interi genomi. Altre specie sono state aggiunte all'albero usando geni dell'RNA ribosomiale. Caratteri morfologici, ad esempio, la presenza o l'assenza di una guaina, la crescita unicellulare o filamentosa, la presenza o l'assenza di eterocisti? una cellula dalle pareti spesse che si verificano a intervalli? sono stati codificati e mappati sull'albero. La distribuzione dei tratti è stata confrontata con quelle trovate nei reperti fossili.
I cianobatteri emersi circa due miliardi di anni fa stavano diventando microbi complessi che avevano un diametro cellulare maggiore rispetto ai gruppi precedenti, almeno 2,5 micron. L'albero di Blank mostra che diversi tratti morfologici sono nati indipendentemente su più linee, tra cui una struttura guaina, crescita filamentosa, la capacità di fissare azoto, termofilia (amore per il calore), motilità e l'uso del solfuro come donatore di elettroni.
"Avremo bisogno di molte analisi della documentazione sui micro-fossili da parte di seri paleobiologi per vedere quanto sia valida questa ipotesi", ha detto Blank. “Questo periodo di tempo è uno dei più grandi enigmi per biologi e geologi. Nel registro geologico stanno accadendo moltissime cose. ”
Fonte originale: Comunicato stampa WUSTL
