O metabolismo de oxigênio surgiu na Terra antes do grande evento de oxidação, o estudo revela: WebCuriosos
O Grande evento de oxidação (Goe) Cerca de 2,4 bilhões de anos atrás estabeleceram a atmosfera rica em oxigênio das quais muitos seres vivos dependem hoje.
Curiosamente, quando se tratava de evoluindo maneiras de usar ativamente o elemento para respiração, algumas cepas de bactérias tiveram uma vantagem.
Usando uma combinação de dados do genoma bacteriano, marcadores geológicos e aprendizado de máquina Técnicas projetadas para detectar padrões genéticos, uma equipe internacional de pesquisadores procurou evidências que descrevem as primeiras bactérias aeróbicas (respiratórios de oxigênio).
Enquanto a maioria das cepas adotou a capacidade de tolerar e usar oxigênio após o GOE, os pesquisadores identificaram alguns outliers – certas bactérias que eram aeróbicas aproximadamente 900 milhões de anos antes que os níveis de oxigênio aumentassem rapidamente na atmosfera da Terra.
Entre 1007 espécies de bactérias relacionadas, os pesquisadores identificaram mais de 80 transições genéticas de metabolismos que não podiam usar oxigênio para metabolismos que poderiam. As estimativas baseadas na taxa em que as mutações se acumulam sugerem pelo menos algumas delas ocorreram antes que os níveis de oxigênio subissem a níveis significativos na atmosfera da Terra.
“Pelo menos três transições anteriores [the GOE]sugerindo que a respiração aeróbica evoluiu antes da oxigenação atmosférica generalizada e pode ter facilitado a evolução da fotossíntese oxigênica em Cianobactérias” escrever Os pesquisadores em seu artigo publicado.
Em outras palavras, esses primeiros oxigênio podem ter lançado as fundações para seus descendentes para Use água e dióxido de carbono para capturar a luz solar, libertando oxigênio armazenado no que se tornaria o Grande evento de oxidação.
Temos muito o que agradecer a esses pequenos micróbios. À medida que os níveis de oxigênio aumentavam, as bactérias já usando o elemento podem tolerar seus efeitos para diversificar mais rapidamente do que seus primos anaeróbicos. O jogo de sobrevivência havia mudado e, finalmente, nos levou a onde estamos agora.
Existem algumas suposições que estão sendo feitas aqui, sobre como os genes nas bactérias modernas podem se conectar aos genes em bactérias antigas – e fazer o mesmo trabalho de processamento de oxigênio – mas os pesquisadores estão confiantes de que incluíram espécies de bactérias suficientes e corroboram evidências para confirmar o vínculo.
“Isso nos permitiu calibrar a evolução bacteriana até o registro da oxigenação biosférica, aumentando bastante o registro fóssil limitado do início da vida e trazendo um novo nível de resolução para o estudo da evolução no tempo profundo”. escrever os pesquisadores.
Além de validar a idéia de que as bactérias aeróbicas têm uma história que vai, bem, essas descobertas também nos dão mais evidências de que a evolução das cianobactérias aconteceu relativamente lentamente, com suas raízes atrasando -se antes do GOE.
E os pesquisadores esperam que a combinação de técnicas usadas aqui – juntando ferramentas diferentes para preencher lacunas em nosso conhecimento – possa ajudar a analisar o desenvolvimento de outras características nas primeiras formas de vida da Terra.
“A abordagem desenvolvida aqui fornece uma estrutura para vincular características microbianas à história geoquímica da Terra, oferecendo um caminho para explorar a evolução de outros fenótipos no contexto da história da Terra”. escrever os pesquisadores.
A pesquisa é publicada em Ciência.
