Zuurstofoozen Kunnen Het Vroege Oceaanleven Hebben Gesteund

{h1}

De eerste ademende ademhaling kan berusten op oasen zuurstof in de oorspronkelijke oceanen van de aarde, 300 miljoen jaar voordat het levengevende gas in de atmosfeer spijkerde, een periode die de great oxidation-gebeurtenis wordt genoemd.

Oasen van zuurstof bleken blijkbaar al honderden miljoenen jaren in de oeroceanen voordat het gas zijn debuut maakte in onze atmosfeer, ontdekten onderzoekers.

Deze bevindingen kunnen licht werpen op wat de eerste manier was waarop zuurstof werd gebruikt.

Alhoewel levensondersteunend zuurstofgas momenteel ongeveer een vijfde van de lucht vormt die we inademen, heel vroeg in de geschiedenis van de aarde, was het zeldzaam - zo niet volledig afwezig - in de oersfeer. Pas bij de 'Great Oxidation Event', bijna 2,3 miljard jaar geleden, begon dit gas, waarvan de moleculen elk gemaakt zijn met twee zuurstofatomen, een meetbare deuk in onze atmosfeer te maken. Deze "O2" stimuleerde op zijn beurt de evolutie van het ademhalingsleven en uiteindelijk de complexe organismen waarmee we vandaag vertrouwd zijn.

Ongeveer tien jaar geleden ontdekten geochemisten echter rotsen met fossiele steroïden, een essentieel ingrediënt van de celmembranen van sommige organismen die zuurstof nodig hebben om te maken. Aangezien deze fossielen 300 miljoen jaar geleden dateren van vóór het Grote Oxidatie Evenement, leidde dit tot een debat over de vraag of zuurstof eerder in de atmosfeer verscheen dan eerder gedacht.

Nu suggereren onderzoekers dat zuurstof 300 miljoen jaar op aarde aanwezig was voordat het in de atmosfeer spijkerde, maar bij extreem lage concentraties die heel kleine sporen in oude rotsen zouden hebben achtergelaten. In plaats daarvan kan het gas in oasen in de oceaan gelopen hebben, genoeg om zuurstofminnende "aerobe" microben te voeden.

Om meer te weten te komen over hoe zuurstofniveaus er in het verleden waren, experimenteerden wetenschappers met gist. Dit eencellig organisme gebruikt van nature zuurstof in combinatie met suikers om een ​​soort steroïde te genereren die bekend staat als ergosterol, een neef van cholesterol. Gist kan ook groeien zonder zuurstof, zolang het maar een bron van ergosterol heeft om op te tekenen. [Samenwerkende gist geeft aanwijzing voor eerste complexe leven]

De onderzoekers vonden dat gist ergosterol kon produceren, zelfs met slechts vluchtig kleine hoeveelheden gas, ongeveer 50.000 keer minder dan momenteel wordt aangetroffen in oppervlaktezeewater.

"Steroïden, waarvan de fossielen te vinden zijn in rotsen die dateren van vóór de eerste tekenen van zuurstof in de lucht, kunnen worden gemaakt op zeer lage maar niet-nul-O2-niveaus," vertelde onderzoeker Jacob Waldbauer, nu een postdoctoraal onderzoeker aan de Universiteit van Chicago, aan WordsSideKick.com. "Die sporenniveaus van zuurstof zouden in de oceaan aanwezig kunnen zijn lang voordat zuurstof zich begon te verzamelen in de atmosfeer."

Dit suggereert dat vroege voorouders van gist op dezelfde manier vindingrijk konden zijn, ter ondersteuning van het idee dat het leven op basis van zuurstof al lang vóór het Grote Oxidatie-evenement zou kunnen bestaan, gebruikmakend van de minuscule hoeveelheden zuurstof in de oceanen ruim voordat de atmosfeer zelfs zag een spoor van het gas.

"De tijd dat zuurstof een integrale factor werd in het celmetabolisme was een cruciaal punt in de geschiedenis van de aarde", zei onderzoeker Roger Summons, een biogeochemist bij MIT. "Het feit dat je al heel vroeg in de geschiedenis van de aarde zuurstofafhankelijke biosynthese kon hebben, heeft belangrijke implicaties."

"Waarschijnlijk leerden zuurstof-tolerante organismen om zuurstof te waarderen, of zelfs nodig te hebben, voordat het enige merkbare concentratie in de oceanen of atmosfeer bereikte", zei Summons tegen WordsSideKick.com.

De onderzoekers speculeerden dat microben zoals cyanobacteriën - de zogenaamde "blauwgroene algen" die aan de oppervlakte van de oceaan leven - het vermogen ontwikkelden om zuurstofgas te produceren via fotosynthese lang geleden. In plaats van zich te vestigen in de oceanen, is veel van deze zuurstof aanvankelijk echter snel verbruikt door vroege aerobe organismen, terwijl de rest is verbruikt door chemische reacties met ijzer en sulfide die uit onderwatervulkanen spuwden. Uiteindelijk was er echter genoeg zuurstof om in de atmosfeer te sijpelen, wat het Great Oxidation Event initieerde.

"We weten dat allerlei biologie gebeurt zonder enige O2," zei Waldbauer. "Maar het is goed mogelijk dat er op sommige plaatsen een heftige cyclus van O2 plaatsvond, en op andere plaatsen was het misschien helemaal afwezig."

Waldbauer, Summons en hun collega Dianne Newman gedetailleerd hun bevindingen online 8 augustus in de Proceedings van de National Academy of Sciences.

Volg WordsSideKick.com voor het laatste nieuws over wetenschap en ontdekkingen op Twitter @wordssidekick en verder Facebook.


Video Supplement: .




WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com