นักธรณีวิทยานักชีววิทยาที่มหาวิทยาลัยวอชิงตันในเซนต์หลุยส์ได้เสนอว่าวิวัฒนาการเป็นแรงผลักดันหลักในการพัฒนาโลกยุคแรกมากกว่ากระบวนการทางกายภาพเช่นการแปรสัณฐานแผ่นเปลือกโลก
Carrine Blank, Ph.D. , ผู้ช่วยศาสตราจารย์มหาวิทยาลัย geomicro ชีววิทยาในภาควิชา Earth & Planetary Science & Arts, Cyanobacteria - แบคทีเรียที่ใช้แสงน้ำและคาร์บอนไดออกไซด์เพื่อผลิตออกซิเจนและชีวมวล - สรุปว่าสิ่งเหล่านี้ สปีชีส์เริ่มต้นขึ้นบนโลกในระบบน้ำจืดในทวีปต่างๆและค่อยๆพัฒนาให้มีอยู่ในสภาพแวดล้อมของน้ำกร่อยจากนั้นก็จะมีเกลือสูงกว่าสภาพแวดล้อมทางทะเลและไฮเปอร์เกลือ (เปลือกเกลือ)
ไซยาโนแบคทีเรียเป็นสิ่งมีชีวิตที่ก่อให้เกิดคลอโรพลาสต์ซึ่งเป็นโรงงานผลิตออกซิเจนในเซลล์พืช ครึ่งพันล้านปีก่อน Cyanobacteria มีสิ่งมีชีวิตที่ซับซ้อนกว่าเช่นพืชหลายเซลล์และทำหน้าที่ในโลกที่ระดับออกซิเจนของชีวมณฑลน้อยกว่าที่เป็นอยู่ทุกวันนี้ ในช่วงชีวิตที่ยาวนาน Cyanobacteria ได้พัฒนาระบบเพื่อให้สามารถอยู่รอดในสภาพแวดล้อมที่มีการออกซิไดซ์ที่เพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ ทำให้พวกเขาสนใจนักวิจัยในวงกว้าง
Blank สามารถดึงสมมติฐานของเธอจากแผนภูมิต้นไม้ที่เธอวาดด้วย Cyanobacteria การสังเกตการณ์ของเธอมีแนวโน้มที่จะกระตุ้นให้เกิดการถกเถียงกันในหมู่นักชีววิทยาและนักธรณีวิทยาที่ศึกษายุคสมัยที่มีการโต้เถียงกันมากที่สุดแห่งหนึ่งของโลก - ประมาณ 2.1 พันล้านปีก่อนเมื่อไซยาโนแบคทีเรียเกิดขึ้นครั้งแรกบนโลก นี่คือช่วงเวลาที่ชั้นบรรยากาศของโลกมีออกซิเจนเพิ่มขึ้นอย่างไม่น่าเชื่อลึกลับและลึกลับนับตั้งแต่ระดับต่ำมากจนถึงระดับ 10 เปอร์เซ็นต์ของสิ่งที่เป็นอยู่ทุกวันนี้ มีสาม - บางคนบอกว่าสี่ - glaciations ทั่วโลกและบันทึกซากดึกดำบรรพ์สะท้อนให้เห็นถึงการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญในจำนวนของสิ่งมีชีวิตเมแทบอเผาผลาญกำมะถันและการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญในการขี่จักรยานคาร์บอน
“ คำถามคือ: ทำไม” กล่าวว่าว่างเปล่า
“ การมีส่วนร่วมของฉันคือความพยายามในการค้นหาคำอธิบายวิวัฒนาการสำหรับการเปลี่ยนแปลงครั้งสำคัญเหล่านี้ มีการเคลื่อนไหววิวัฒนาการจำนวนมากใน Cyanobacteria ในเวลานี้และแบคทีเรียได้ส่งผลกระทบต่อการพัฒนาของโลก นักธรณีวิทยาในอดีตเคยพึ่งพาเหตุการณ์ทางธรณีวิทยาสำหรับช่วงการเปลี่ยนภาพที่ก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลง แต่ฉันยืนยันว่าสิ่งเหล่านี้อาจเป็นวิวัฒนาการได้”
Blank นำเสนองานวิจัยของเธอในการประชุมประจำปี 2547 ของสมาคมธรณีวิทยาแห่งอเมริกาซึ่งจัดขึ้นระหว่างวันที่ 7-10 พ.ย. ในเดนเวอร์
การค้นพบที่ว่างเปล่าว่าไซยาโนแบคทีเรียเกิดขึ้นเป็นครั้งแรกในทะเลสาบน้ำจืดหรือลำธารเป็นสิ่งที่ต่อต้านได้ง่าย
“ คนส่วนใหญ่มีข้อสันนิษฐานว่าไซยาโนแบคทีเรียมาจากสภาพแวดล้อมทางทะเล - หลังจากทั้งหมดพวกเขายังคงมีความสำคัญต่อสภาพแวดล้อมทางทะเลในปัจจุบันดังนั้นพวกเขาจึงต้องเป็นเช่นนั้นเสมอไป "Blank กล่าว “ เมื่อไซยาโนแบคทีเรียเริ่มปรากฏขึ้นไม่มีเกราะป้องกันโอโซนดังนั้นแสง UV จะฆ่าสิ่งต่าง ๆ เกือบทั้งหมด พวกเขาต้องหาวิธีจัดการกับแสง UV - และมีหลักฐานว่าพวกเขาสร้างเม็ดสีที่ดูดซับรังสียูวีหรือหาวิธีการเติบโตภายใต้ตะกอนเพื่อหลีกเลี่ยงแสง”
เพื่อศึกษาวิวัฒนาการของไซยาโนแบคทีเรียที่ว่างเปล่าดึงต้นไม้กระดูกสันหลังขึ้นมาโดยใช้ยีนหลายตัวจากลำดับจีโนมทั้งหมด สปีชีส์เพิ่มเติมถูกเพิ่มเข้าไปในต้นไม้โดยใช้ยีน ribosomal RNA ลักษณะทางสัณฐานวิทยาเช่นการปรากฏตัวหรือขาดของฝักการเติบโตของเซลล์เดียวหรือเส้นใยการมีหรือไม่มีของ heterocysts? เซลล์ที่มีผนังหนาเกิดขึ้นเป็นระยะ ๆ ? ถูกเข้ารหัสและแมปบนต้นไม้ การเปรียบเทียบลักษณะของสิ่งมีชีวิตนั้นเปรียบเทียบกับสิ่งที่พบในบันทึกซากดึกดำบรรพ์
ไซยาโนแบคทีเรียเกิดขึ้นเมื่อสองพันล้านปีก่อนกลายเป็นจุลินทรีย์ที่ซับซ้อนที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางของเซลล์ที่ใหญ่กว่ากลุ่มก่อนหน้านี้อย่างน้อย 2.5 ไมครอน ต้นไม้ของ Blank แสดงให้เห็นว่าลักษณะทางสัณฐานวิทยาหลายอย่างเกิดขึ้นอย่างอิสระในหลาย ๆ สายในหมู่พวกเขามีโครงสร้างฝักการเจริญเติบโตของเส้นใยความสามารถในการแก้ไขไนโตรเจน thermophily (รักความร้อน) การเคลื่อนไหวและการใช้ซัลไฟด์เป็นผู้บริจาคอิเล็กตรอน
“ เราจะต้องมีการวิเคราะห์จำนวนมากของบันทึกซากดึกดำบรรพ์ขนาดเล็กโดยนักบรรพชีวินวิทยาที่จริงจังเพื่อดูว่าสมมติฐานนี้เป็นอย่างไร” นาย Blank กล่าว “ กรอบเวลานี้เป็นหนึ่งในปริศนาที่ใหญ่ที่สุดสำหรับนักชีววิทยาและนักธรณีวิทยาเหมือนกัน มีเหตุการณ์มากมายเกิดขึ้นในบันทึกทางธรณีวิทยา”
แหล่งต้นฉบับ: ข่าว WUSTL
