2,5-Miljard-Jaar-Oude Fossielen Predate Earth'S Oxygen

{h1}

Onlangs ontdekte bacterie-fossielen kunnen een vorm van leven zijn die bloeide op zwavel voordat de atmosfeer van de aarde veel zuurstof bevatte.

Fossielen van wat misschien wel de oudste zwaveletende bacterie is die ooit is gevonden, zijn ontdekt in rotsen die maar liefst 2,52 miljard jaar oud zijn.

De fossielen vertegenwoordigen niet het oudste leven op aarde - er zijn fossielen van microben die minstens een miljard jaar ouder zijn - maar ze zijn de oudste van hun soort. Ze verlichten ook een mysterieuze fase van de geologische geschiedenis, toen er nauwelijks zuurstof in de lucht was en fotosynthese - het proces dat uiteindelijk de atmosfeer zou oxideren - net was geëvolueerd, zei onderzoeksleider Andrew Czaja, een geoloog aan de universiteit van Cincinnati.

In plaats van zuurstof te gebruiken om te overleven, hadden deze bacteriën waterstofsulfide omgezet in sulfaat (de geoxideerde vorm van zwavel), waarbij de energie van die chemische reactie werd gebruikt om te groeien, zei Czaja.

"Er is nog steeds veel dat we niet weten over de vroege geschiedenis van de aarde", simpelweg omdat er nog maar weinig fossielbevattende stenen uit die tijd over zijn, vertelde Czaja aan WordsSideKick.com. En toch was het tijdperk tussen 3,5 miljard en 2,5 miljard jaar geleden cruciaal voor het leven op aarde.

"Alles evolueerde, al deze verschillende bacteriële metabolismes evolueerden," zei Czaja. [7 Wild Theories on the Origin of Life]

Diepe duik

Maar tot nu toe was het meeste van wat onderzoekers wisten over deze eon, de Archean, gebaseerd op een handvol fossielen uit ondiepwateromgevingen. Czaja en zijn collega's wilden weten wat zich in veel diepere delen van de zee op de loer had kunnen bevinden. Ze jaagden op fossielen in twee gebieden van de provincie Noord-Kaap in Zuid-Afrika, op zoek naar tekenen van het oude leven in de Gamohaan-formatie. Een deel van de rots genaamd zwarte hoornkreng in deze formatie gevormd uit sediment in de diepe oceaan, zei Czaja, waarschijnlijk minstens 300 voet (100 meter) naar beneden.

"Het is maar een paar plaatsen waar je kunt gaan" om stenen zo oud te vinden, zei Czaja.

De onderzoekers verzamelden monsters en brachten ze naar het laboratorium, waar ze ze in dunne, glasachtige secties sneden die onder een lichtmicroscoop konden worden onderzocht. Meteen bij het bekijken van de sectie, zag Czaja elliptische structuren, gerimpeld als gedeeltelijk leeggelopen strandballen, ingebed in de hoornkelk.

"Zodra ik ze in de rots zag, dacht ik:" Dat ziet er biologisch uit ", zei hij.

Een geochemische analyse onthulde dat de structuren waren gemaakt van organische koolstof, een kenmerk van versteend leven. Maar de cellen hadden een diameter van ongeveer 100 tot 200 micron, te groot om cyanobacteriën te zijn, het type van oceaanbewonende bacteriën die fotosynthese gebruiken om te overleven. (Een micron is één miljoenste van een meter, een mensenhaar heeft een diameter van ongeveer 50 micron.) Czaja beschouwde de cellen als eukaryotisch plankton of plankton met celwanden, maar de bacteriën misten de moleculaire structuren aan de oppervlakte. van deze organismen. Wat ze het meest leken, waren zwavel-oxiderende bacteriën die tegenwoordig in diepe oceaalsedimenten leven, ontdekte Czaja.

Een pre-zuurstof ecosysteem

Andere oude zwaveleters zijn gevonden, zei Czaja, maar ze waren een paar honderd miljoen jaar jonger en hadden de vorm van vezelige filamenten. Dit is het eerste bewijs van sferisch gevormde zwaveloxidatiemiddelen, zei hij.

Als de identificatie klopt, kunnen de gesmoorde kleine bollen een ecologische kloof dichten, zei Czaja. De chemie van gesteenten uit deze tijdsperiode heeft gesuggereerd dat organismen die sulfaat reduceren tot waterstofsulfide minstens 3,5 miljard jaar geleden hebben bestaan ​​op aarde. Deze bacteriën veranderen sulfaat in waterstofsulfide om de energie van de reactie te vangen en te benutten.

Maar er was zeer weinig zuurstof in de atmosfeer om geoxideerde zwavel te creëren vóór ongeveer 2,3 miljard jaar geleden, toen fotosynthetische organismen de atmosfeer permanent veranderden met hun zuurstofemissies. De nieuw ontdekte zwaveloxidatiemiddelen zouden een bron kunnen zijn van de geoxideerde zwavel die sulfaatreductoren van het tijdperk nodig hadden voor brandstof, zei Czaja.

"Deze organismen die ik ontdekte, zouden mogelijk kunnen helpen die kringloop te dichten door de organismen te zijn die verminderde zwavel verbruiken en deze omzetten in geoxideerde zwavel," zei hij.

In hedendaagse diepzeesedimenten doen bacteriën dat precies, voegde hij eraan toe: Zwaveloxiderende bacteriën leven vaak precies bovenop zwavelreducerende bacteriën in de sedimenten en de twee recyclen elkaars afvalproducten.

Czaja en zijn collega's zijn van plan de chemie van de fossielen verder te analyseren om meer te weten te komen over hun metabolisme.

"Ik wil teruggaan naar Zuid-Afrika en proberen meer te zoeken," zei Czaja.

De onderzoekers rapporteerden hun bevindingen in het decembernummer van het tijdschrift Geology.

Oorspronkelijk artikel over WordsSideKick.com.


Video Supplement: The Choice is Ours (2016) Official Full Version.




Onderzoek


Wat Is Geluk?
Wat Is Geluk?

Waarom Rice Krispies Go Snap, Crackle, Pop!
Waarom Rice Krispies Go Snap, Crackle, Pop!

Science Nieuws


Kolossale (En Groeiende) Barst In Antarctische Ijsschots Te Zien In Nieuwe Video
Kolossale (En Groeiende) Barst In Antarctische Ijsschots Te Zien In Nieuwe Video

Hersenziekten Kunnen Zich Gemakkelijker Dan Gedacht Van Dieren Verspreiden Naar Mensen
Hersenziekten Kunnen Zich Gemakkelijker Dan Gedacht Van Dieren Verspreiden Naar Mensen

Hoe Werken Enzymen?
Hoe Werken Enzymen?

Hoeveel Genetische Mutaties Heb Ik?
Hoeveel Genetische Mutaties Heb Ik?

Een Onderwerp Uit Een Science Fair-Project Kiezen
Een Onderwerp Uit Een Science Fair-Project Kiezen


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

© 2005–2019 WordsSideKick.com