23:59
Comentarii Adauga Comentariu

Originea și Apariția Oxigenului pe Pământ. Originea „celei mai importante inovații evolutive” a Pământului



28 septembrie 2021

Originea „celei mai importante inovații evolutive” a Pământului

de Massachusetts Institute of Technology

Cu ceva timp în istoria timpurie a Pământului, planeta a luat o schimbare spre habitabilitate atunci când un grup de microbi întreprinzători cunoscuți sub numele de cianobacterii au dezvoltat fotosinteza oxigenică - capacitatea de a transforma lumina și apa în energie, eliberând oxigen în acest proces.

Acest moment evolutiv a făcut posibil ca oxigenul să se acumuleze în cele din urmă în atmosferă și oceane, declanșând un efect domino al diversificării și modelând planeta unic locuibilă pe care o cunoaștem astăzi.

Acum, oamenii de știință MIT au o estimare precisă a momentului în care cianobacteriile și fotosinteza oxigenică au apărut pentru prima dată. Rezultatele lor apar în Proceedings of the Royal Society B.

Ei au dezvoltat o nouă tehnică de analiză a genelor care arată că toate speciile de cianobacterii care trăiesc astăzi pot fi urmărite înapoi la un strămoș comun care a evoluat în urmă cu aproximativ 2,9 miliarde de ani. Ei au descoperit, de asemenea, că strămoșii cianobacteriilor s-au ramificat cu alte bacterii în urmă cu aproximativ 3,4 miliarde de ani, fotosinteza oxigenică evoluând probabil în timpul jumătății de miliard de ani, în timpul Eonului arhean.

Interesant este faptul că această estimare plasează apariția fotosintezei oxigenice cu cel puțin 400 de milioane de ani înainte de Marele Eveniment de Oxidare, o perioadă în care atmosfera Pământului și oceanele au cunoscut mai întâi o creștere a oxigenului. Acest lucru sugerează că cianobacteriile ar fi putut evolua abilitatea de a produce oxigen devreme, dar că a durat ceva timp ca acest oxigen să se prindă cu adevărat în mediu.

„În evoluție, lucrurile încep întotdeauna puțin”, spune autorul principal Greg Fournier, profesor asociat de geobiologie la Departamentul de Pământ, Științe Atmosferice și Planetare al MIT. "Chiar dacă există dovezi ale fotosintezei oxigenice timpurii - care este cea mai importantă și cu adevărat uimitoare inovație evolutivă de pe Pământ - a fost nevoie de sute de milioane de ani pentru ca aceasta să decoleze."

Printre coautorii MIT ai lui Fournier se numără Kelsey Moore, Luiz Thiberio Rangel, Jack Payette, Lily Momper și Tanja Bosak.

Siguranță lentă sau incendiu?

Estimările privind originea fotosintezei oxigenice variază foarte mult, împreună cu metodele de urmărire a evoluției acesteia.

De exemplu, oamenii de știință pot folosi instrumente geochimice pentru a căuta urme de elemente oxidate în rocile antice. Aceste metode au găsit indicii că oxigenul era prezent încă cu 3,5 miliarde de ani în urmă - un semn că fotosinteza oxigenică ar fi putut fi sursa, deși sunt posibile și alte surse.

Cercetătorii au folosit, de asemenea, datarea cu ceas molecular, care folosește secvențele genetice ale microbilor de astăzi pentru a urmări modificările genelor în istoria evoluției. Pe baza acestor secvențe, cercetătorii folosesc apoi modele pentru a estima rata la care apar modificările genetice, pentru a urmări când au evoluat pentru prima dată grupuri de organisme. Dar datarea cu ceas molecular este limitată de calitatea fosilelor antice și de modelul ratei alese, care poate produce estimări de vârstă diferite, în funcție de rata presupusă.

Fournier spune că diferite estimări ale vârstei pot implica narațiuni evolutive contradictorii. De exemplu, unele analize sugerează că fotosinteza oxigenică a evoluat foarte devreme și a progresat „ca o siguranță lentă”, în timp ce altele indică faptul că a apărut mult mai târziu și apoi „a decolat ca un incendiu” pentru a declanșa Marele eveniment de oxidare și acumularea de oxigen în biosferă .

„Pentru a înțelege istoria locuinței pe Pământ, este important pentru noi să facem distincția între aceste ipoteze”, spune el.

Gene orizontale

Pentru a dat cu precizie originea cianobacteriilor și a fotosintezei oxigenice, Fournier și colegii săi au asociat datarea cu ceas molecular cu transferul de gene orizontal - o metodă independentă care nu se bazează în totalitate pe fosile sau pe ipoteze de rată.

În mod normal, un organism moștenește o genă „vertical”, atunci când este transmisă de la părintele organismului. În cazuri rare, o genă poate sări de la o specie la alta, specii înrudite la distanță. De exemplu, o celulă poate mânca alta, iar în acest proces încorporează câteva gene noi în genomul său.

Când se găsește un astfel de istoric orizontal de transfer al genei, este clar că grupul de organisme care au dobândit gena este evolutiv mai tânăr decât grupul din care a provenit gena. Fournier a argumentat că astfel de cazuri ar putea fi utilizate pentru a determina vârstele relative dintre anumite grupuri bacteriene. Vârstele pentru aceste grupuri ar putea fi apoi comparate cu vârstele pe care le prezic diferite modele de ceasuri moleculare. Modelul care se apropie cel mai mult ar fi probabil cel mai precis și ar putea fi folosit pentru a estima cu exactitate vârsta altor specii bacteriene - în special, cianobacteriile.

În urma acestui raționament, echipa a căutat cazuri de transfer orizontal de gene pe genomul a mii de specii bacteriene, inclusiv cianobacterii. De asemenea, au folosit noi culturi de cianobacterii moderne luate de Bosak și Moore, pentru a utiliza mai precis cianobacteriile fosile ca etalonări. În cele din urmă, au identificat 34 de cazuri clare de transfer orizontal de gene. Ei au descoperit apoi că unul din șase modele de ceasuri moleculare corespundea în mod constant vârstelor relative identificate în analiza orizontală a transferului de gene al echipei.

Fournier a rulat acest model pentru a estima vârsta grupului de cianobacterii „coroană”, care cuprinde toate speciile care trăiesc astăzi și despre care se știe că prezintă fotosinteza oxigenică. Au descoperit că, în timpul eonului arhean, grupul coroanei își are originea în urmă cu aproximativ 2,9 miliarde de ani, în timp ce cianobacteriile în ansamblu s-au ramificat cu alte bacterii în urmă cu aproximativ 3,4 miliarde de ani. Acest lucru sugerează cu tărie că fotosinteza oxigenică se întâmpla deja cu 500 de milioane de ani înainte de Marele Eveniment de Oxidare (GOE) și că cianobacteriile produceau oxigen destul de mult timp înainte de a se acumula în atmosferă.

Analiza a mai dezvăluit că, cu puțin înainte de GOE, în urmă cu aproximativ 2,4 miliarde de ani, cianobacteriile au cunoscut o explozie de diversificare. Acest lucru implică faptul că o expansiune rapidă a cianobacteriilor ar fi putut înclina Pământul în GOE și ar fi lansat oxigen în atmosferă.

Fournier intenționează să aplice transferul orizontal de gene dincolo de cianobacterii pentru a stabili originile altor specii evazive. „Această lucrare arată că ceasurile moleculare care încorporează transferuri genetice orizontale (HGT) promit să asigure în mod fiabil vârstele grupurilor din întregul copac al vieții, chiar și pentru microbii antici care nu au lăsat nicio înregistrare fosilă ... ceva ce anterior era imposibil”, spune Fournier. Această cercetare a fost susținută, în parte, de Fundația Simons și Fundația Națională pentru Științe.

(Fluierul)


Linkul direct catre Petitie

CEREM NATIONALIZAREA TUTUROR RESURSELOR NATURALE ALE ROMANIEI ! - Initiativa Legislativa care are nevoie de 500.000 de semnaturi - Semneaza si tu !

Comentarii:


Adauga Comentariu



Citiți și cele mai căutate articole de pe Fluierul:

Opinia Fluierul.ro : Nu mai e vorba de vaccin sau de pandemie când vine vorba de Certificatul Verde. E vorba de Dictatură și Control Abuziv

Premierul Ciucă, discurs la aprinderea luminilor de Hanuka: Speranţa şi credinţa ne fac mai puternici...

Larisa Drăgulescu, aproape GOALĂ într-o revistă pentru bărbaţi FOTO

La biserică, doar cu dovadă că nu ai COVID. Noi restricții pentru credincioși

Ion Cristoiu: O schizofrenie de care doar o națiune bolnavă moral e în stare

HOROSCOP 28 noiembrie 2021. O duminică pe cinste, care poate deveni de coșmar. O zodie este în pericol, mai ales

Efectele seismului puternic din Peru: Un turn al unei biserici medievale s-a prăbușit

Infotrafic: vizibilitate redusă din cauza ceții pe A3 și pe șoselele din centrul țării

Meciul din Premier League, Burnley – Tottenham, a fost anulat din cauza ninsorii abundente

Ședință de urgență la Guvern din cauza tulpinii Omicron

Noi restricții. Raed Arafat anunță ce se va întâmpla cu parada de 1 Decembrie

Nicolae Ciucă: O aeronavă Tarom va zbura la Pretoria pentru a-i lua pe românii blocați în Africa de Sud

METEO Cum va fi vremea în București în următoarele ore

Comisia Europeană aprobă lăcustele pentru consum. Burgeri, deserturi și alte produse din lăcuste ar putea ajunge în magazinele europene

Tulpina Omicron. Germania confirmă trei cazuri de infectare cu noua variantă

NEWS ALERT Noua variantă de coronavirus Omicron a fost detectată la 13 persoane care au sosit în Amsterdam

Un seism cu magnitudine 7,5 a avut loc în Peru

Australian Open schimbă regulile. Asociația Profesionistă de Tenis propune pedepse, inclusiv suspendare, pentru jucătorii care falsifică certificatele de vaccinare

UE și NATO anunță că își vor consolida cooperarea în fața unor amenințări de tip hibrid. Anunțul Ursulei von der Leyen și Stoltenberg

Coronavirus în România, 28 noiembrie. Scade în continuare numărul deceselor și al persoanelor infectate. Bilanț provizoriu

Primarul orașului Brăila nu vrea ca testele de salivă să fie făcute în școli: "Demnitatea cadrelor didactice, drepturile elevilor și părinților vor fi respectate"

Premierul Nicolae Ciucă: De Ziua Bucovinei, mesajul trebuie să fie unul de unitate

Şedinţă de urgenţă la Guvern din cauza tulpinii Omicron

STUDIU Cercetătorii avertizează China asupra unui focar "colosal" de COVID dacă va adopta strategia de pandemie a SUA

Avionul Egyptair prăbuşit: Analiza uneia din cutiile negre arată că s-a pronunţat cuvântul "foc"

PREZENTUL FĂRĂ PERDEA Marius Oprea / Eurocrația, Homo Sovieticus și Homo Bruxellicus. Vladimir Bukovski: "Eu am trăit în viitorul vostru și acesta nu a funcționat!"

COMENTARIU Lelia Munteanu: Hanuca. Lumina și utopia libertății

_ China a trimis zeci de avioane militare în spaţiul aerian al Taiwanului, în contextul tensiunilor

ISTORIA FĂRĂ PERDEA Marius Oprea/ Ștefan Miu, la 19 ani cel mai tînăr delegat la Marea Unire, a făcut opt ani de închisoare sub comuniști

Nicolae Ciucă: O aeronavă Tarom va zbura la Pretoria pentru a-i lua pe românii blocaţi în Africa de Sud

Ministrul Eduard Novak anunță cum vor fi aduși în țară românii blocați în Africa de Sud

Excepție de la restricțiile anti-COVID-19. Meciul Universitatea Craiova - FCSB se va juca cu spectatori în tribune

Prima țară care își închide granițele pentru toți străinii, din cauza noii variante a coronavirusului

Ministrul Eduard Novak anunţă cum vor fi aduşi în ţară românii blocaţi în Africa de Sud

Varianta Omicron a coronavirusului. Noi măsuri în Marea Britanie: măști obligatorii și teste PCR la intrarea în țară

Aşa convingi o femeie matură să facă amor cu un bărbat tânăr

STUDIU Cercetătorii avertizează China asupra unui focar „colosal” de COVID dacă va adopta strategia de pandemie a SUA

Restricții de circulație în București. Se fac repetiții pentru ceremonia de Ziua Națională

METEO Cum va fi vremea în Bucureşti în următoarele ore

Prima ţară care îşi închide graniţele pentru toţi străinii, din cauza noii variante a coronavirusului

Doliu în Formula 1. Sir Frank Williams a murit la vârsta de 79 de ani

Coronavirus în România, 28 noiembrie. 1.377 de cazuri noi şi sub 100 de decese. Bilanţ complet

Excepţie de la restricţiile anti-COVID-19. Meciul Universitatea Craiova - FCSB se va juca cu spectatori în tribune

Fostul șef al Comitetului Olimpic Brazilian, Carlos Nuzman, a fost condamnat la 30 de ani de închisoare pentru corupție la Rio 2016

Un clip cu un corb deștept a strâns aproape 6 milioane de vizualizări pe Instagram VIDEO

_ Noua variantă de coronavirus Omicron a fost detectată la 13 persoane care au sosit în Amsterdam

Restricţii de circulaţie în Bucureşti. Se fac repetiţii pentru ceremonia de Ziua Naţională

Judoka Vlăduț Simionescu încheie anul cu o medalie de argint la Abu Dhabi Grand Slam 2021

Premierul Ciucă, discurs la aprinderea luminilor de Hanuka: Speranța și credința ne fac mai puternici

Virusul din sudul Africii a pătruns în Europa

Gabriela Baltag, candidat pentru șefia CSM: "Este exclus ca SRI să fie vreodată organ de cercetare penală în România. Noi n-am învățat nimic din istorie, dar eu am văzut în dosare ce a făcut Securitatea lui Ceaușescu"

Nicușor Dan, mesaj pentru ministrul de Finanțe, cu care vrea un dialog direct: Nu vă bazați pe informațiile de la Gabriela Firea

_ Australian Open schimbă regulile. Asociaţia Profesionistă de Tenis propune pedepse, inclusiv suspendare, pentru jucătorii care falsifică certificatele de vaccinare

VIDEO O patiserie din București este închisă, după ce un șobolan a fost filmat printre rafturi

_ La biserică, doar cu dovadă că nu ai COVID. Ţara care a introdus noi restricţii pentru credincioşi

Vaccinare COVID-19 în România: Aproape 47.000 de români s-au vaccinat în ultimele 24 de ore

VIDEO Doi părinți încearcă să-l facă pe bebelușul lor să spună "mama". Dar au o surpriză din partea cățelului

_ Premierul Ciucă, discurs la aprinderea luminilor de Hanuka: Speranţa şi credinţa ne fac mai puternici

China a trimis zeci de avioane militare în spațiul aerian al Taiwanului, în contextul tensiunilor

Moment important pentru una dintre cele mai mari sportive. Emma Răducanu a fost cerută în căsătorie la Londra


Pag.1 Pag.2 Pag.3 Pag.4 Pag.5 Pag.6 Pag.7
Pag.8 Pag.9

Nr. de articole la aceasta sectiune: 521, afisate in 9 pagini.