Cum s-a pregatit lumea pentru aparitia trilobitului

La inceput, atmosfera Pamantului nu avea oxigen. Insa acum aproximativ 550 milioane de ani, cand si-au facut aparitia primele organisme complexe precum trilobitii, mari cantitati de oxigen deja se acumulau de 50 de milioane de ani.

Insa, de ce a inceput oxigenul sa se acumuleze in atmosfera a ramas un mister pentru multa vreme. Fotosinteza avea loc de cateva sute de milioane de ani, asa ca... ce s-a intamplat? Oamenii de stiinta banuiau ca totul trebuia sa aiba de-a face cu anumite procese in care erau implicate mineralele din scoarta terestra, insa detaliile erau numai vag cunoscute. Oxigenul este o substanta foarte reactiva, asa ca ceva trebuie sa se fi intamplat cu mineralele incat sa le impiedice sa mai reactioneze cu el. Unii au argumentat, de exemplu, ca la un moment dat tot fierul de pe Pamant s-a oxidat, ceea ce a permis in continuare moleculelor de oxigen sa ramana libere.

Un nou studiu, realizat de geologul Martin Kennedy impreuna cu colegii sai de la Universitatea din California, in Riverside, pare ca a rezolvat in sfarsit problema.

Ei si-au dat seama ca unul dintre cele mai importante motive pentru care oxigenul nu se acumula era ca reactiona cu tot felul de produsi ai carbonului. Cu alte cuvinte, problema principala nu era cu mineralele, ci cu substantele organice, care pot sa reactioneze cu oxigenul in mult mai multe feluri.

Capturarea materialelor organice

Echipa lui Kennedy a inaintat urmatorul scenariu: Mineralele din argila care formeaza sedimentele marine atrag substantele organice (compusii carbonului) si le absorb, practic capturandu-le in lut si impiedicandu-le sa mai reactioneze cu oxigenul. Asemenea minerale argiloase se formeaza in sol in urma interactiilor nisipurilor si pamantului cu microbi si ciuperci. Argila care rezulta este apoi spalata de ploaie si ajunge in cele din urma pe fundul oceanelor, unde atrage si captureaza materialele organice.

Oamenii de stiinta s-au gandit deci ca aceasta asa numita fabrica de minerale argiloase este responsabila de cresterea brusca a oxigenului in atmosfera, crestere care a precedat aparitia formelor de viata complexe.

"Noi am facut predictia ca vom gasi procente semnificative de minerale argiloase numai in sedimentele de la sfarsitul Precambrianului, atunci cand a aparut viata complexa, in timp ce sedimentele mai vechi vor fi numai in foarte mica masura argiloase", explica Kennedy. "Mineralele argiloase formeaza cea mai mare parte a depozitelor sedimentare de astazi, insa noi spunem ca ar trebui sa fie absente din rocile cele mai vechi."

Pentru a verifica predictia, ei au folosit datele sedimentare din Australia, China si Norvegia. Cele mai vechi depozite sedimentare din Australia dateaza de acum 850 de milioane de ani si sunt compuse in special din noroi si pietris, care nu a suferit aproape deloc transformari chimice.

Pe de alta parte, datele sedimentare australiene se schimba dramatic in jurul zonei de acum 600 de milioane de ani - argila isi face aparitia. Datele sedimentare din China si Norvegia sustin si ele aceeasi cronologie.

Prin urmare, se pare ca a avut loc un proces extrem de interesant: microbii si poate inclusiv ciupercile s-au raspandit pe suprafata Pamantului si au declansat inceputul sistemului argilos modern. Procesul de transformare a solului care a inceput atunci nu a mai incetat niciodatata:
- solul se amesteca cu materialele organice, formandu-se argila
- argila este erodata si, in cele din urma, ajunge in mari
- unde captureaza materialele organice
- ceea ce permite oxigenului sa existe in stare libera
- si sa se adune in atmosfera.

Echipa de cercetatori scrie intr-un articol publicat astazi in editia on-line a revistei Science: "Cresterea de sase ori a concentratiei oxigenului in atmosfera a influentat ciclurile biochimice ale unor elemente dependente de oxigen precum fierul si sulful si a condus la o si mai mare crestere a concentratiei oxigenului. Inovatiile evolutive si expansiunea biotei terestre au crescut in mod ireversibil formarea solurilor argiloase, stabilind un nou nivel al capturarii substantelor organice si al acumularii oxigenului."

RESURSE

Originea vietii

Cum le-au crescut pestilor picioare?