Tämä löytö perustuu innovatiiviseen genomi- ja geokemialliseen analyysiin. Se viittaa siihen, että tietyt bakteerit hyödyntivät jo happea yli 3 miljardia vuotta sitten, kauan ennen Suurta Happikriisiä, joka muutti maapallon ilmakehää.
Happi, yllättävä aineenvaihdunnan etu
Tähän asti tiedemiehet ovat uskoneet, että aerobinen hengitys (jossa käytetään happea polttoaineena) oli olematonta ennen Suurta Happikriisiä, joka tapahtui noin 2,4 miljardia vuotta sitten. Tutkimus osoittaa, että esi-isät bakteerit käyttivät tätä kaasua lähes miljardi vuotta aikaisemmin.
Nämä pioneerimikro-organismit hyödynsivät todennäköisesti paikallisia hapekkaita ympäristöjä, kuten rannikkoalueita tai kuumia lähteitä. Niiden kyky metaboloida happea olisi edistänyt niiden selviytymistä ja monimuotoistumista.
Tämä varhainen sopeutuminen kyseenalaistaa klassisen aikajanan mikrobielämän evoluutiosta. Se osoittaa, että happi, vaikka harvinaista, oli jo avainasemassa tietyissä ekosysteemeissä kauan ennen sen kertymistä ilmakehään.
Paljastava monitieteinen metodologia
Tiimi yhdisti genomiikkaa, koneoppimista ja geologisia tietoja jäljittääkseen bakteerien evoluutiota. 1 007 nykyaikaisen genomin analyysi mahdollisti siirtymien tunnistamisen aerobiseen aineenvaihduntaan.
Tulokset, jotka julkaistiin Science-lehdessä, korostavat vähintään kolmea bakteerilinjoja, jotka kehittivät tämän kyvyn ennen Suurta Happikriisiä. Näiden joukossa on syanobakteerien esi-isä, jonka fotosynteesi vapautti myöhemmin runsaasti ilmakehän happea.
Tämä lähestymistapa avaa mahdollisuuksia tutkia muita evolutiivisia piirteitä.
Lisätietoja: Mikä on Suuri Happikriisi?
Tämä geokemiallinen mullistus, joka tapahtui noin 2,4 miljardia vuotta sitten, vastaa ensimmäistä kestävää hapen kertymistä maapallon ilmakehään. Ennen tätä tapahtumaa planeettamme oli hallitsevassa asemassa vähähappisissa ympäristöissä, joissa merien rauta ja tulivuoren kaasut absorboivat kaikki jäljet tästä kaasusta.
Pääasiallinen laukaisija oli syanobakteerien fotosynteettinen toiminta. Nämä mikro-organismit tuottivat happea aineenvaihdunnan sivutuotteena, joka ensin liukeni meriin ennen kuin se kyllästyi geokemiallisiin säiliöihin ja pääsi ilmaan. Rautapitoisten muodostumien punaiset juovat todistavat tästä vähittäisestä hapettumisesta.
Seuraukset olivat dramaattisia primitiiviselle biosfäärille. Monet anaerobiset lajit, jotka eivät kestäneet tätä heille myrkyllistä kaasua, hävisivät, kun taas organismit, jotka pystyivät käyttämään sitä, kokivat evolutiivisen räjähdyksen. Tämä käänne valmisti tietä miljardien vuosien kuluttua monimutkaisille elämänmuodoille, joita tunnemme tänään.