Atmosfera, oqeani dhe jeta në Tokë kanë ndërvepruar gjatë mbi 500 milion viteve të fundit në mënyra që kanë përmirësuar kushtet për lulëzimin e organizmave të hershëm. Tani, një ekip ndërdisiplinor shkencëtarësh ka prodhuar një artikull perspektiv mbi këtë histori bashkëevolucionare, të botuar në National Science Review.
“Një nga detyrat tona ishte të përmbledhim zbulimet më të rëndësishme rreth dioksidit të karbonit dhe oksigjenit në atmosferë dhe oqean gjatë 500 milionë viteve të fundit,” thotë profesori i gjeokimisë në Universitetin e Sirakuzës Zunli Lu, autori kryesor i punimit. “Ne rishikuam se si këto ndryshime fizike ndikuan në evolucionin e jetës në oqean. Por është një rrugë me dy drejtime. Evolucioni i jetës ndikoi gjithashtu në mjedisin kimik. Nuk është një detyrë e parëndësishme të kuptosh se si të ndërtosh një Tokë të banueshme për një kohë të gjatë. shkallët e kohës.”
Ekipi nga Universiteti i Sirakuzës, Universiteti i Oksfordit dhe Universiteti i Stanfordit eksploruan reagimet e ndërlikuara midis formave të lashta të jetës, duke përfshirë bimët dhe kafshët, dhe mjedisin kimik në Eon aktual Phanerozoic, i cili filloi afërsisht 540 milionë vjet më parë.
Në fillim të fanerozoit, nivelet e dioksidit të karbonit në atmosferë ishin të larta dhe nivelet e oksigjenit ishin të ulëta. Një gjendje e tillë do të ishte e vështirë për shumë organizma moderne të lulëzojnë. Por algat e oqeanit e ndryshuan këtë. Ata thithën dioksidin e karbonit nga atmosfera, e mbyllën atë në lëndë organike dhe prodhonin oksigjen përmes fotosintezës.
Aftësia e kafshëve për të jetuar në një mjedis oqean është ndikuar nga nivelet e oksigjenit. Lu po studion se ku dhe kur nivelet e oksigjenit të oqeanit mund të jenë rritur ose rënë gjatë Phanerozoic duke përdorur proxies gjeokimike dhe simulime modelesh. Bashkëautori Jonathan Payne, profesor i Tokës dhe shkencave planetare në Universitetin e Stanfordit, krahason kërkesat metabolike të vlerësuara të një kafshe të lashtë me vendet ku ajo mbijetoi ose u zhduk në të dhënat fosile.
Ndërsa algat fotosintetike hoqën karbonin atmosferik në shkëmbinjtë sedimentarë për të ulur dioksidin e karbonit dhe për të rritur nivelet e oksigjenit, enzimat e algave u bënë më pak efikase në fiksimin e karbonit. Prandaj, algat duhej të krijonin mënyra më të ndërlikuara për të bërë fotosintezë në nivele më të ulëta të dioksidit të karbonit dhe niveleve më të larta të oksigjenit, dhe e arritën këtë duke krijuar ndarje të brendshme për fotosintezën me kontroll mbi kiminë.
“Për algat, janë ndryshimet në raportin mjedisor të O2/CO2 ato që duket se janë thelbësore për përmirësimin e efikasitetit fotosintetik,” thotë bashkëautorja Rosalind Rickaby, e cila është profesore e gjeologjisë në Oksford. “Ajo që është me të vërtetë intriguese është se këto përmirësime në efikasitetin fotosintetik mund të kenë zgjeruar mbështjelljen kimike të banueshmërisë për shumë forma të jetës.”
Fotosintetizuesit e lashtë duhej të përshtateshin me ndryshimet në mjedisin fizik që ata vetë kishin krijuar, vëren Lu. “Pjesa e parë e historisë së Fanerozoikut është rritja e banueshmërisë për jetën, dhe më pas pjesa e dytë është përshtatja.”
Nëse shkencëtarët duan të kuptojnë më tej këtë ndërveprim midis jetës dhe mjedisit fizik, si dhe shtytësve dhe kufijve të banueshmërisë, autorët sugjerojnë që të përcaktohen modelet hapësinore të oksigjenit të oqeanit, bioshënuesit për fotosintezën dhe tolerancën metabolike të kafshëve të treguara në të dhënat fosile. do të jetë një drejtim kyç i kërkimit në të ardhmen.
Më shumë informacione: Zunli Lu et al, Phanerozoic co-evolution of O2-CO2 and ocean habitability, National Science Review (2024), DOI: 10.1093/nsr/nwae099
