Poszukując mikroorganizmów sprzed miliardów lat, naukowcy odkryli, że te wciąż żyją wśród nas
Badający odległą przeszłość Ziemi, naukowcy z Uniwersytetu Boulder w Kolorado odkryli, że żyjące obecnie mikroorganizmy mogą panoszyć się po Ziemi od miliardów lat.
Dwa miliardy lat temu na Ziemi doszło do znaczącej zmiany, znanej obecnie pod nazwą katastrofy tlenowej. Pierwsze organizmy posiadające zdolność fotosyntezy tlenowej zaczęły intensywnie wytwarzać ogromne ilości tlenu, który najpierw wzbogacił oceany, a następnie po kilkuset milionach lat także ziemską atmosferę. Był to kluczowy moment w ewolucji życia na Ziemi.
Obecnie większość zwierząt żyjących na naszej planecie oddycha tlenem. Naukowcy od dawna próbują dowiedzieć się, jak mogły wyglądać owe pierwotne organizmy, które zmieniły bieg historii w czasach, gdy życie na Ziemi zdominowane było przez organizmy jednokomórkowe.
Naukowcy z Uniwersytetu Kolorado w Boulder mają jednak swoje podejrzenia. W artykule opublikowanym w periodyku Science Advances oparli się na badaniu naturalnie występujących i genetycznie zmodyfikowanych cyjanobakterii (sinic). Według Sary Hurley, adiunkta na wydziale Geologii i Biochemii w Boulder, organizmy odpowiedzialne za katastrofę tlenową mogły swobodnie unosić się w oceanie i przypominały współczesne beta-cyjanobakterie.
Badania tych bakterii mogą zatem powiedzieć nam bardzo dużo o organizmach, które zmieniały Ziemię ponad dwa miliardy lat temu.
Jak przy okazji zauważają badacze, cyjanobakterie tak naprawdę nigdy nie utraciły dominacji na Ziemi. Jakby nie patrzeć, to właśnie te organizmy produkują 25 proc. tlenu dostarczanego do atmosfery przez oceany.
Ziemia wyglądała zupełnie inaczej niż teraz. W atmosferze praktycznie nie było tlenu, natomiast dwutlenku węgla było ponad sto razy więcej niż obecnie. Żyjące wtedy na Ziemi organizmy musiały być też nieco inne. Hodując kultury różnych odmian cyjanobakterii w warunkach przypominających te sprzed dwóch milionów lat, naukowcy skupili się na tzw. beta-cyjanobakteriach, które powszechnie występują dzisiaj w oceanach.
Obecnie cyjanobakterie doskonale radzą sobie w środowisku ubogim w dwutlenek węgla dzięki tzw. karboksysomom, organellom, które umożliwiają skuteczne gromadzenie potrzebnego im węgla. Jednak dwa miliardy lat temu karboksysomy nie były nikomu potrzebne, bowiem dwutlenku węgla było w atmosferze pod dostatkiem.
Naukowcy zmodyfikowali zatem genetycznie współczesne cyjanobakterie tak, że powstały mikroorganizmy bez karboksysomów, które teoretycznie powinny przypominać cyjanobakterie z odległej przeszłości.
Dokonaliśmy swego rodzaju fizjologicznego zmartwychwstania w warunkach laboratoryjnych
– powiedział Boswell Wing, współautor opracowania i profesor geologii.
Wynik eksperymentu był jednak zaskoczeniem dla wszystkich. Okazało się bowiem, że tak zmodyfikowane cyjanobakterie nie wytwarzały takich sygnatur chemicznych, jakie geologowie odkrywają w zapisach kopalnych sprzed miliardów lat. Co więcej, najbardziej zbliżone do nich sygnatury produkowane są przez… beta-cyjanobakterie, które nadal zamieszkują nasze oceany.
Wniosek jest zatem jeden: poszukując dawnych form cyjanobakterii, naukowcy modyfikowali genetycznie takie organizmy, które żyją obecnie i najprawdopodobniej żyły w odległej przeszłości. Beta-cyjanobakterie są żywymi skamielinami, które mogą istnieć na Ziemi od miliardów lat.
