Podręczniki trzeba pisać na nowo? Ewolucja przebiegała inaczej, niż myślimy
To było inaczej - uważają naukowcy po przeanalizowaniu śladów najstarszych eukariontów żyjących na Ziemi i zrekonstruowaniu drzewa życia. To nie tak, że wywodzimy się wszyscy od jednego przodka, od jednej prakomórki.
To dość zaskakujący wniosek brazylijskich naukowców z Instytutu Nauk Biologicznych Uniwersytetu w São Paulo, o których możemy przeczytać w czasopiśmie "Proceedings of the National Academy of Sciences".
Nowy obraz ewolucji na Ziemi
Zdaniem Brazylijczyków, którzy rekonstruowali drzewo naszego powstania, ok. 800 mln lat temu na Ziemi istniało mnóstwo różnych linii życia. I nie jest tak, że wszyscy wyrastamy z jednej gałęzi.
Co więcej, owo drzewo korzeniami tkwi znacznie głębiej, niż myślimy. Pierwotne założenia były takie, że pierwsze organiczne życie powstało już 3,7 mld lat temu, ale ok. 800 mln lat temu Ziemię dotknął potężny i trudny dzisiaj nawet do wyobrażenia kataklizm. Pisaliśmy o nim w Zielonej Interii: na 300 mln lat planeta zmieniła się w śniegową kulę, gdyż zamarzła całkowicie, wraz z równikiem i oceanami. Życie cudem przetrwało.
Wtedy zamarzły nie fragmenty kuli ziemskiej, ale ona cała, łącznie z półkulą południową, równikiem, wszystkim. Zamarzła cała Ziemia, ustały procesy życiowe i wydawało się, że to koniec życia na naszej planecie.
Naukowcy, tacy jak John Kirschvink i P.F. Hoffman, wykazywali, że lodowiec pokrywał także okolice równikowe, że zastygły wszystkie oceany, a kilometrowy lód skuł planetę. Wolne od mrozu były tylko głębie oceaniczne. Nie padał deszcz, śnieg, nie było wiatru.
Wiemy jednak, że wówczas nie zginęło całe życie na Ziemi. Nie trzeba było zaczynać od nowa, więc być może to potężne zlodowacenie, znane jako Snowball Earth, które trwało od 850 do aż 540 mln lat temu w epoce zwanej kriogeniczną, nie było tak szczelne, jak myślimy.
Ziemia całkowicie zamarzła, ale życie przetrwało
Brazylijczycy z Instytutu Nauk Biologicznych Uniwersytetu w São Paulo uważają, że eukarionty istniejące na Ziemi 1,5 mld nie tylko nie wymarły w epoce kriogenicznej, ale ustabilizowały swoją pozycję na Ziemi.Był to moment, w którym poziom tlenu w atmosferze i oceanach planety gwałtownie wzrósł z powodu zmian w geochemii Ziemi.
Wiadomo, że pierwszą wielką epokę Snowball Earth spowodowały istniejące wtedy pierwsze organizmy przeprowadzające fotosyntezę. Uwięzienie większych ilości węgla w organizmach żywych i ich szczątkach spowodowało znaczący wzrost tlenu w atmosferze, co wywołało powstanie warstwy ozonowej ograniczającej proces reakcji tlenu z metanem.
Dwutlenek węgla wyparł metan i stał się wiodącym gazem cieplarnianym. Wtedy Ziemia zamarzła. Decyduje o tym dwutlenek węgla.
Po 300 mln lat, ok. 540 mln lat temu, skuta lodem Ziemia rozmarzła. Dlaczego? Tu także kluczową rolę odegrał dwutlenek węgla, który w normalnej sytuacji jest pochłaniany przez organizmy żywe (rośliny), oceany, skały. W epoce kriogenicznej nie było to możliwe, bo cała powierzchnia Ziemi była pokryta lodem.
Dwutlenek węgla pozostawał nad powierzchnią planety, powodując efekt cieplarniany. Wszystko z czasem zaczęło się topić. A gdy się stopiło, doszło do największej znanej eksplozji życia, zwanej eksplozją kambryjską.
To niedawne ustalenia, o których informowaliśmy. Brazylijczycy jednak poszli dalej. Oni uważają, że w epoce kriogenicznej mieliśmy nie jedną wielką, ale kilka mniejszych wielkich epok lodowcowych. Przodkowie roślin, glonów, grzybów i zwierząt przetrwali kilka kataklizmów w ciągu zaledwie 100 mln lat.
Daniel Lahr, profesor Instytutu Nauk Biologicznych Uniwersytetu w São Paulo jest zdania, że nie jest prawdą teza, iż w epoce kriogenicznej nie było na Ziemi żadnego życia poza jedną czy dwoma formami bakterii. Znaleziska temu przeczą. Jest ich tak wiele, że należałoby całkowicie zweryfikować naszą tezę, że życie na Ziemi rozwinęło się dopiero podczas eksplozji kambryjskiej.
Eksplozja kambryjska nie była wcale początkiem
Przypomnijmy, eksplozja kambryjska to moment gdy Ziemia rozmarzła po 300 mln lat i organizmy dostały szansę na rozwój. Tak zaczęła się era paleozoiczna, era rozkwitu roślin, zwierząt i innych organizmów (początkowo w wodzie).
Tymczasem naukowcy z São Paulo sugerują, że do wielkiej dywersyfikacji życia nie doszło bynajmniej dopiero w okresie eksplozji kambryjskiej, gdy rzeczywiście owo życie wystrzeliło bogactwem form pojawiających się w krótkim czasie (kilkanaście milionów lat). Doszło wcześniej i to znacznie wcześniej, bowiem już na początku kriogeniku.
Ani wielkie zlodowacenia, ani Snowball Earth tej dywersyfikacji nie zatrzymały, może dlatego, że Ziemia zamarzła nie na pełne 300 mln lat, ale na krótsze okresy z przerwami. W każdym razie wiele gałęzi rozwojowych życia na Ziemi istniało już wtedy i nie jest tak, że wywodzimy się z jednej czy dwóch organizmów, które przetrwały kriogenik.
Nasza analiza danych wykazała, że w tym okresie zaczęła pojawiać się ogromna różnorodność linii ewolucyjnych, z których jedna obejmowała zwierzęta, a druga grzyby, prawdopodobnie obok roślin.
„Nasza analiza danych wykazała, że w tym okresie zaczęła pojawiać się ogromna różnorodność linii ewolucyjnych, z których jedna obejmowała zwierzęta, a druga grzyby, prawdopodobnie obok roślin” – komentuje Daniel Lahr.
To pokazuje, że życie na Ziemi jest niemal niezniszczalne i potrafi przetrwać w skrajnych warunkach. Trudno wyobrazić sobie skrajniejsze niż te między 850 a 540 mln lat temu.
