Νέα μελέτη: Οι πρώτοι οργανισμοί ανέπνευσαν πριν από 3,1 δισεκατομμύρια χρόνια

Νέα Ισραηλινή μελέτη έρχεται να ρίξει περισσότερο φως στο πότε ξεκίνησαν να αναπνέεουν οι οργανισμοί στον πλανήτη. Σύμφωνα με αυτή οι πρώτοι οργανισμοί που «ανέπνευσαν» οξυγόνο, εμφανίστηκαν περίπου πριν από 3,1 δισεκατομμύρια χρόνια.

Η γενετική ανάλυση πολλών διαφορετικών οικογενειών μικροοργανισμών κατέληξε στο μάλλον απροσδόκητο συμπέρασμα ότι η χρήση οξυγόνου από τους έμβιους μικροσκοπικούς οργανισμούς είχε ξεκινήσει σχεδόν 600 εκατομμύρια χρόνια νωρίτερα από το λεγόμενο «Μεγάλο Οξυγονωτικό Συμβάν», που γέμισε την ατμόσφαιρα της Γης με αέριο οξυγόνο πριν περίπου 2,4 δισεκατομμύρια χρόνια.

Πως έγινε η μελέτη

Όπως αναφέρει το ΑΠΕ – ΜΠΕ οι Ισραηλινοί ερευνητές, με επικεφαλής τον βιοχημικό Νταν Ταουφίκ του Ινστιτούτου Επιστημών Weizmann, που έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό για θέματα οικολογίας και εξέλιξης «Nature Ecology & Evolution», σύμφωνα με το «Science», ανέλυσαν τα γονιδιώματα 130 οικογενειών προκαρυωτικών οργανισμών, που είναι σήμερα απόγονοι των αρχαιότερων μικροβίων, βακτηρίων και άλλων μικροοργανισμών στον πλανήτη μας.

Δημιουργήθηκε έτσι ένα εξελικτικό «οικογενειακό δέντρο» με τη χρήση γονιδίων από περίπου 700 ένζυμα, τα οποία είτε χρησιμοποιούν οξυγόνο, είτε το παράγουν. Στη συνέχεια, χρησιμοποιώντας τη μέθοδο του «μοριακού ρολογιού», έκαναν εκτιμήσεις για το πότε καθένα από αυτά τα ένζυμα εξελίχθηκε. Από τις 130 οικογένειες μικροοργανισμών, για τις 36 κατέστη εφικτό να γίνει χρονολόγηση με σχετικά υψηλό βαθμό ακρίβειας, σύμφωνα με τους ερευνητές.

Όπως δήλωσε ο δρ Ταουφίκ, «είδαμε κάτι αρκετά εντυπωσιακό: μια ξεκάθαρη ανάδυση μικροβίων που χρησιμοποιούσαν οξυγόνο πριν 3 έως 3,1 εκατομμύρια χρόνια». Οι 22 από τις 36 οικογένειες μικροοργανισμών φαίνεται να εμφανίστηκαν ακριβώς εκείνη την εποχή, οι 12 αργότερα, ενώ μόνο δύο νωρίτερα.

Η εμφάνιση πρωτεϊνών (ενζύμων) που κάνουν χρήση οξυγόνου, σηματοδότησε ένα κομβικό στάδιο για την εμφάνιση των αερόβιων μικροβίων, μια μετάβαση από έναν προηγούμενο κατά βάση αναερόβιο κόσμο. Οι επιστήμονες γενικά συμφωνούν ότι η ατμόσφαιρα και οι ωκεανοί της αρχέγονης Γης στερούνταν αέριου οξυγόνου. Υπάρχουν πάντως κάποιες ενδείξεις ότι σχετικά σύντομα υπήρξε κάποια ποσότητα οξυγόνου, καθώς τα κυανοβακτήρια -οι πρώιμοι φωτοσυνθετικοί μικροοργανισμοί- πιθανώς πριν 3,5 δισεκατομμύρια χρόνια είχαν αρχίσει να απελευθερώνουν οξυγόνο ως υποπροϊόν, αλλά δεν το χρησιμοποιούσαν οι ίδιοι. Η χρήση του οξυγόνου για «αναπνοή» άργησε μερικές ακόμη εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια.