Przełomowe odkrycie naukowców. Wszystko zaczęło się dużo wcześniej niż myśleliśmy

Początki życia na Ziemi

Chociaż ludzkość nadal nie potrafi precyzyjnie opisać wszystkich procesów, których efektem było powstanie żywej materii, wiemy, że życie na Ziemi swój początek miało ok. 3,5 miliarda lat temu. To właśnie z tamtego okresu pochodzą kopalne dowody na istnienie organizmów jednokomórkowych. Przypominające bakterie, zawierały materiał genetyczny i były otoczone błoną komórkową. Nie miały jednak wyodrębnionego jądra komórkowego, mitochondriów, ani chloroplastów. Oddychały beztlenowo, a żywiły się cudzożywnie, czyli poprzez pobieranie związków organicznych z otoczenia. Jak możemy przeczytać na Zintegrowanej Platformie Edukacyjnej Ministerstwa Edukacji Narodowej, później poszło już z górki.

Wkrótce po nich pojawiły się organizmy produkujące związki organiczne z dwutlenku węgla i wody z udziałem energii chemicznej, a później organizmy zdolne do fotosyntezy, przypominające dzisiejsze sinice. Samożywność dawała im przewagę nad organizmami cudzożywnymi, dlatego ich liczba ciągle wzrastała – czytamy.

Według aktualnej wiedzy, organizmy wielokomórkowe pojawiły się znacznie później, bo ok. 1,5 miliarda lat temu. Pierwsze zwierzęta pojawiły się  ok. 635 mln lat temu, a 540 mln lat temu nastąpiło zjawisko, które dziś określane jest okresem eksplozji życia w oceanach.

Wody oceanów zapełniły się licznymi i zróżnicowanymi gatunkami. Były wśród nich parzydełkowce, pierścienice, stawonogi i mięczaki, nieco później pojawiły się także ryby pancerne. Były to ryby o szkieletach zbudowanych z chrząstki, które głowę i przednią część tułowia miały okryte grubymi płytami kostnymi, pełniącymi funkcję pancerza. Dno morskie zajmowały gąbki oraz inne osiadłe morskie zwierzęta, takie jak koralowce. W toni wodnej przemykały prymitywne głowonogi – łodziki i amonity. Najbardziej charakterystycznymi zwierzętami tego okresu były należące do stawonogów trylobity – przodkowie dzisiejszych raków – czytamy.

Przełomowe odkrycie w Afryce

Ostatnie odkrycia mogą jednak sprawić, że dotychczasową wiedzę trzeba będzie nieco zmodyfikować, a niektóre podręczniki, jak często się mówi, będą musiały zostać napisane na nowo . Gabon to państwo położone w środkowej Afryce nad Oceanem Atlantyckim. Graniczy z Gwineą Równikową, Kamerunem i Kongiem. To właśnie tam prowadzono badania, w których uczestniczył dr Ernest Chi Fru z Uniwersytetu w Cardiff. Naukowiec specjalizuje się w geochemii środowiskowej oraz geomikrobiologii.

Jego badania koncentrują się głównie na interakcjach między mikroorganizmami i minerałami oraz na geochemii pierwiastków śladowych, szczególnie w kontekście środowisk ekstremalnych i procesów biogeochemicznych. Dr Chi Fru zajmuje się również badaniami związanymi z transformacją metali i minerałów w różnych warunkach środowiskowych, co ma zastosowanie m.in. w zrozumieniu procesów, które mogłyby wpłynąć na rozwój życia na Ziemi oraz potencjalnie także na innych planetach.

Przeprowadzane w Gabonie doświadczenia pokazały zwiększone poziomy fosforu i tlenu w wodach morskich, natomiast w basenie Franceville wykryto makroskamieniałości, które mogą być dowodem pierwszych, o wiele starszych niż dotąd sądzono form złożonego życia na Ziemi.

Dostępność fosforu w środowisku uważana jest za kluczowy element w ewolucji życia na Ziemi, zwłaszcza w przejściu od prostych organizmów jednokomórkowych do złożonych organizmów, takich jak zwierzęta i rośliny (…) Wiemy już, że wzrost stężenia fosforu i tlenu w wodzie morskiej jest związany z epizodem ewolucji biologicznej około 635 milionów lat temu (…) Nasze badanie dodaje kolejny, znacznie wcześniejszy epizod do zapisu, 2,1 mld lat temu – mówi dr Chi Fru.

Debata nad prawdziwością hipotezy i wiarygodnością odkrycia trwa

Nie wszyscy naukowcy popierają entuzjazm dr Chi Fru. Nie ukrywając zainteresowania, a nawet pewnej ekscytacji, podkreślają konieczność przeprowadzenia dalszych badań i zebrania niezbitych dowodów na potwierdzenie nowej hipotezy oraz wiarygodności odkrytych skamieniałości makroorganizmów z okresu ediakarańskiego, które są jak dotąd najwcześniejszymi tego rodzaju w zapisie geologicznym. Dr Ernest Chi Fru ma jednak wytłumaczenie, skąd na owym obszarze wzięły się takie odkrycia.

Uważamy, że podwodne wulkany, które pojawiły się po zderzeniu i połączeniu kratonów Konga i São Francisco w jedno główne ciało, dodatkowo ograniczyły, a nawet odcięły tę część wody od globalnego oceanu, tworząc bogate w składniki odżywcze płytkie morze śródlądowe (…) To stworzyło lokalne środowisko, w którym fotosynteza cyjanobakterii była obfita przez dłuższy czas, prowadząc do natlenienia lokalnej wody morskiej i powstania dużego zasobu pokarmowego – argumentuje dr Chi Fru.

Jak przekonuje naukowiec, były to optymalne warunki na eksplozję bardziej złożonego życia. Tłumaczy też, jak to się stało, że rozwinięte wówczas organizmy nie rozprzestrzeniły się dalej.

To mogło dostarczyć wystarczającej energii, aby promować wzrost rozmiarów ciała i bardziej złożone zachowania obserwowane u prymitywnych, prostych form życia przypominających zwierzęta, takich jak te znalezione w skamieniałościach z tego okresu. Jednak ograniczony charakter tej masy wodnej, wraz z wrogimi warunkami, które istniały poza granicami tego środowiska przez miliardy lat później, prawdopodobnie uniemożliwiły tym zagadkowym formom życia zdobycie globalnego przyczółka - powiedział dr Chi Fru.

Badanie sugeruje, że te obserwacje mogą wskazywać na dwuetapową ewolucję złożonego życia na Ziemi. Pierwszy etap nastąpił po pierwszym dużym wzroście zawartości tlenu w atmosferze 2,1 miliarda lat temu, a drugi etap nastąpił po drugim wzroście poziomu tlenu w atmosferze około 1,5 miliarda lat później. Podczas gdy pierwsza próba nie rozprzestrzeniła się, druga doprowadziła do powstania różnorodności zwierząt, którą widzimy dzisiaj na Ziemi.