Kako su bakterije i hemijske reakcije gotovo dve milijarde godina sprečavale pojavu višećelijskih organizama?
Tekst: N. Zdravković
Grupa istraživača sa Univerziteta u Ekseteru objavila je članak u časopisu Nature Communications u kojem su objasnili kako je jedna neobična i slučajna prirodna pojava sprečila rast količine kiseonika u atmosferi, a time i razvoj višećelijskih organizama, čitave dve milijarde godina.
Naime, mnogo pre kambrijumske eksplozije, koja je pre oko 550 miliona godina iznedrila gotovo sve tipove životinja koje danas postoje, prvi organizmi koji su živeli na Zemlji bili su jednoćelijski i anaerobni, što znači da nisu koristili kiseonik, gas kojeg je tada u atmosferi bilo samo u tragovima.
Pre oko dve i po milijarde godina cijanobakterije su bile prvi organizmi koji su vršili fotosintezu, oslobađajući kiseonik koji je, nemavši više kud, počeo da se taloži u atmosferi. U roku od nekoliko stotina miliona godina, nivo kiseonika u atmosferi bio je oko deset puta niži nego danas – nedovoljno za evoluciju aerobnih organizama, ali dovoljno da izumru mnoge vrste bakterija za koje je kiseonik bio toksičan.
Nakon tzv. velikog oksidativnog izumiranja, desilo se nešto što je naučnicima dugo predstavljalo potpunu misteriju. Nivo kiseonika je prestao da raste, ostavši gotovo dve milijarde godina na nivou negde deset puta manjem nego danas, iako su cijanobakterije nastavile da ga oslobađaju sa nesmanjenom žestinom.
Kako u svom radu navode profesori Tim Lenton i Stjuart Dejns sa Univerziteta u Ekseteru, rast nivoa kiseonika je sprečila slučajna nova povratna sprega. Naime, stalne tektonske promene izgurale su na Zemljinu površinu organski materijal koji se, umiranjem jednoćelijskih organizama, taložio u sedimentima na dnu okeana.
Ovaj organski materijal, koji je prvi put bio izložen Zemljinoj atmosferi, reagovao je i „zarobljavao“ slobodni kiseonik. Pošto su cijanobakterije i drugi organizmi umiranjem stalno proizvodili nov organski materijal, nastao je ekvilibrijum tokom kojeg je nivo kiseonika ostao manje-više nepromenjen dve milijarde godina.
Situacija se menja tek evolucijom prvih biljaka, kada intenzitet fotosinteze naglo raste, a atmosfera se ponovo zasićuje kiseonikom. Do novog i do dan-danas konačnog ekvilibrijuma dolazi posle kambrijumske eksplozije, kada se razvijaju organizmi koji, da bi preživeli, kiseonik prvi put moraju da troše.