Bilim adamları, Dünya’nın erken dönemlerinde yaşam ve çevre arasındaki etkileşimleri deşifre ediyor

Atmosfer, okyanus ve Dünya’daki yaşam, geçtiğimiz 500 milyon yıl boyunca, ilk organizmaların gelişmesi için koşulları iyileştirecek şekilde etkileşime girdi. Şimdi, disiplinler arası bir bilim insanı ekibi, açık erişimli disiplinlerarası bir dergide yayınlanan bu ortak evrim tarihi hakkında perspektif bir makale hazırladı. Ulusal Bilim İncelemesi (Oxford University Press, Etki Faktörü 20.7).

Syracuse Üniversitesi jeokimya profesörü, “Görevlerimizden biri, atmosferde ve okyanusta son 500 milyon yılda karbondioksit ve oksijene ilişkin en önemli keşifleri özetlemekti” diyor. Zunli Lu“Bu fiziksel değişikliklerin okyanustaki yaşamın evrimini nasıl etkilediğini inceledik. Ancak bu iki yönlü bir yoldur. Yaşamın evrimi aynı zamanda kimyasal çevreyi de etkilemiştir. Dünyanın uzun zaman aralıklarında nasıl yaşanabilir bir yapıya sahip olduğunu anlamak kolay bir iş değildir. ”

Syracuse Üniversitesi, Oxford Üniversitesi ve Stanford Üniversitesi’nden bir ekip, bitkiler ve hayvanlar da dahil olmak üzere eski yaşam formları ile yaklaşık 540 milyon yıl önce başlayan günümüz Fanerozoik’teki kimyasal ortam arasındaki karmaşık etkileşimleri araştırdı.

Fanerozoik’in başlangıcında atmosferdeki karbondioksit seviyeleri yüksek, oksijen seviyeleri ise düşüktü. Birçok modern organizmanın bu tür koşullarda gelişmesi zor olurdu. Ancak okyanus yosunu bunu değiştirdi. Atmosferdeki karbondioksiti emdiler, organik maddede hapsettiler ve fotosentez yoluyla oksijen ürettiler.

Hayvanların okyanus ortamında yaşama yeteneği oksijen seviyelerinden etkileniyordu. Lu, jeokimyasal temsiller ve model simülasyonları kullanarak Fanerozoik sırasında okyanus oksijen seviyelerinin nerede ve ne zaman yükselip düştüğünü araştırıyor. Ortak yazar Jonathan PayneStanford Üniversitesi’nde yer ve gezegen bilimleri profesörü Michael Jordan, eski bir hayvanın tahmini metabolik ihtiyaçlarını, fosil kayıtlarında hayatta kaldığı veya kaybolduğu yerlerle karşılaştırıyor.

Fotosentetik algler, karbondioksiti düşürmek ve oksijen seviyelerini yükseltmek için tortul kayalardaki atmosferik karbonu çıkardıkça, alg enzimleri karbonu sabitlemede daha az verimli hale gelir. Bu nedenle alglerin, düşük karbon dioksit ve yüksek oksijen seviyelerinde fotosentezi gerçekleştirmek için daha karmaşık yollar bulması gerekiyordu. Bunu, kontrollü kimyaya sahip dahili fotosentez odaları oluşturarak başardılar.

Ortak yazar, “Algler için çevresel oksijen/karbon dioksit oranındaki değişiklikler, fotosentezin verimliliğini artırmanın anahtarı gibi görünüyor” diyor. Rosalind Rickaby“Gerçekten ilginç olan, fotosentezin verimliliğindeki bu gelişmelerin, birçok yaşam formunu yaşanabilir hale getirecek şekilde kemosferi genişletmiş olabileceğidir.”

Lu, fotosentez yapabilen eski organizmaların, kendilerinin yarattığı fiziksel çevredeki değişikliklere uyum sağlaması gerektiğine dikkat çekiyor. Şöyle ekliyor: “Vanrozoik çağın tarihinin ilk kısmı yaşamın yaşanabilirliğini arttırmak, ikinci kısmı ise uyum sağlamaktır.”

إذا أراد العلماء فهم هذا التفاعل بين الحياة والبيئة المادية بشكل أكبر، فضلاً عن المحركات والحدود التي تحد من قابلية السكنى، يقترح المؤلفون أن رسم خرائط للأنماط المكانية للأكسجين في المحيط، والعلامات الحيوية لعملية التمثيل الضوئي والتسامح الأيضي للحيوانات الموضحة في السجلات الأحفورية سيكون اتجاهًا بحثيًا رئيسيًا gelecekte.