Wenn das Leben, wie wir wissen, wurde es möglich, auf der Erde

Wenn das Leben, wie wir wissen, wurde es möglich, auf der Erde

Das Geheimnis, wie die Atmosphäre unseres Planeten wurde reich an Sauerstoff ist endlich gelöst

Es war einer der wichtigsten Änderungen in der Atmosphäre der Erde geschehen zu sein und es war der Grund, warum wir heute lebenswichtigen Sauerstoff atmen kann. Und doch hat der Große Oxidation Ereignis blieb ein Geheimnis – bis jetzt.

Ohne Sauerstoff, das Leben auf der Erde nicht existieren würde, wie wir es kennen. Es hat die Ladeluft zur Verfügung gestellt, die eine Explosion in der Vielfalt und Größe aller lebenden Organismen, von der kleinsten Garnelen zu den größten Dinosaurier getankt hat.

Über 21 Prozent der Luft Sauerstoff, ein wesentlicher Bestandteil für lebende Organismen, die effizienteste Methode zur Umwandlung von Nahrung in Energie mit der aeroben Atmung durchzuführen. Doch eine sauerstoffreiche Atmosphäre nicht immer vorhanden ist, und die Erklärung dafür, wie es dazu kam, hat Generationen von Wissenschaftlern ausgewichen.

Jetzt hat ein Team von Forschern von Kurt Konhäuser von der University of Alberta in Edmonton, Kanada geführt hat, mit einer überzeugenden Erklärung dafür, warum Sauerstoff kommen plötzlich begann vor in der frühen Atmosphäre der Erde etwa 2,7 Milliarden Jahre ansammeln, wenn das Leben bestand aus nichts komplexer ist als Single-Cell-Mikroben.

Die Große Oxidation Ereignis passiert ist, so glauben sie, wenn eine Gruppe von Sauerstoff zu zerstören Mikroben begann weg zu sterben, eine andere Gruppe von Sauerstoff produzierenden Mikroben verlassen den Aufstieg zu gewinnen. Der Auslöser für diese Veranstaltung war ein Rückgang in einer Spurenmetall genannt Nickel, die auf den unaufhaltsamen Aufstieg von Sauerstoff geführt – und das Leben – auf der Erde.

Die Rolle von Nickel in der Geschichte von Luftsauerstoff ist neu. Wenn Professor Konhäuser und seine Kollegen Recht, dann sind es könnte nicht nur die explosive Entwicklung des Lebens zu erklären, aber wie die Erde selbst geformt wurde, weil es die erosive Kraft des Sauerstoffs, die so entscheidend für die sculpturing der Gesteine, die Bildung von Flüssen war und das schnitzen aus den Küsten.

"Die große Oxidation Ereignis ist, was irreversibel Oberfläche Umgebungen auf der Erde verändert und schließlich erweiterte Leben möglich gemacht haben. Es war ein wichtiger Wendepunkt in der Evolution des Lebens auf unserem Planeten, und wir werden immer näher an das Verständnis, wie es kam," sagte Dominic Papineau von der Carnegie Institution in Washington.

Sauerstoff als ein Molekül ist so reaktiv, dass es verschwindet schnell, wenn es ständig produziert wird. Die Konzentration von Sauerstoff in der Atmosphäre heute von Pflanzen Durchführung der Photosynthese gehalten wird – die Umwandlung von Sonnenlicht in chemische Energie und Sauerstoff.

Die ersten photosynthetischen Mikroben, die "Blau Grün" Algen oder Cyanobakterien, werden gedacht, vor etwa 300 Millionen Jahre vor dem großen Ereignis Oxidation 2500000000 Jahre entwickelt haben. Aber der Sauerstoff, den sie produziert wurde schnell durch das Methangas durch die weit zahlreicher methanbildenden Bakterien produziert zerstört, die ohne Sauerstoff mit der weniger effiziente Methode der anaeroben Atmung atmen konnte.

Diese methanbildenden Bakterien, die sich noch in dem schlammigen leben, sauerstoffarmen Umgebung von Sümpfen und Feuchtgebieten, müssen entscheidend Nickel zu überleben. Ohne ein reichhaltiges Angebot an Nickel, die lebenswichtigen Enzyme dieser Methan produzierenden Mikroben tödlich untergraben.

Die Wissenschaftler fanden heraus, dass durch eine Art von Sedimentgestein Analyse als gebänderte Eisenformationen bekannt, dass sie Ebenen von Nickel in den Ozeanen der frühen Erde überwachen konnte vor so weit zurück wie 3800000000 Jahre datieren. Sie fanden heraus, gab es einen deutlichen Rückgang der Nickel zwischen 2,7 Milliarden und 2,5 Milliarden Jahren – zur gleichen Zeit wie der Great Oxidation Ereignis.

"Das Timing passt sehr gut. Der Rückgang der Nickel konnte die Bühne für die Großen Oxidation Ereignis eingestellt. Und von dem, was wir über das Leben methogens wissen, geringere Mengen an Nickel haben die Methanproduktion würde zurückgeschnitten," Dr. Papineau sagte.

"Die Nickel-Verbindung war nicht etwas, was jemand vor in Betracht gezogen hatte. Aber unsere Studie zeigt, dass es einen großen Einfluss auf die Umwelt der Erde gehabt haben können, und über die Geschichte des Lebens," er sagte.

Professor Konhäuser sagte, dass die Studie, veröffentlicht in der Natur, unterstützt die Idee, dass diese Methan-produzierenden Mikroben Sauerstoff aus der sich in der frühen Atmosphäre für Hunderte von Millionen von Jahren verhindert.

Die Wissenschaftler glauben, dass Nickel Spiegel fiel, weil der Erdkruste hatte während dieser Zeit abgekühlt, was bedeutete, dass es weniger Nickel aus Vulkanausbrüchen in den Ozean ausgestoßen wird.

"Wir sind uns sicher, von Blick auf die Felsen in gebänderten Eisenformationen, dass Nickel vor rund 2,5 Milliarden Jahren gesunken auf etwa die Hälfte ihres vorherigen Wertes. Die Frage ist, wie die Methan produzierenden Mikroben auf diese Abnahme der Nickel reagiert. Wir denken, dass sie abgestorben," Professor Konhäuser sagte.

Obwohl der Große Oxidation Ereignis nicht wie diejenigen, die heute zu einem plötzlichen Anstieg von Sauerstoff auf ein Niveau erlebt geführt haben, hat es einen signifikanten Anstieg verursachen, die umgekehrt nie wurde.

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