Seorang ahli geomikrobiologi di Washington University di St. Louis telah mengusulkan bahawa evolusi adalah pendorong utama dalam pengembangan Bumi awal daripada proses fizikal, seperti tektonik plat.
Carrine Blank, Ph.D., Penolong profesor geomikrobiologi Universiti Washington di Jabatan Bumi & Sains Planet dalam Seni & Sains, mengkaji Cyanobacteria - bakteria yang menggunakan cahaya, air, dan karbon dioksida untuk menghasilkan oksigen dan biomas - telah menyimpulkan bahawa spesies memulakannya di Bumi dalam sistem air tawar di benua dan secara beransur-ansur berkembang untuk wujud di persekitaran air payau, kemudian yang lebih tinggi garamnya, persekitaran laut dan garam masin (kerak garam).
Cyanobacteria adalah organisma yang menimbulkan kloroplas, kilang oksigen dalam sel tumbuhan. Setengah bilion tahun yang lalu Cyanobacteria mendahului organisma yang lebih kompleks seperti tumbuhan berbilang sel dan berfungsi di dunia di mana tahap oksigen biosferanya jauh lebih rendah daripada yang ada sekarang. Selama jangka hayatnya yang sangat panjang, Cyanobacteria telah mengembangkan sistem untuk bertahan dalam lingkungan pengoksidaan yang meningkat secara beransur-ansur, menjadikannya menarik bagi banyak penyelidik.
Blank dapat menarik hipotesisnya dari pohon keluarga yang dilukisnya dari Cyanobacteria. Pemerhatiannya cenderung menimbulkan perdebatan di kalangan ahli biologi dan ahli geologi yang mengkaji salah satu era paling kontroversial di Bumi - kira-kira 2,1 bilion tahun yang lalu, ketika cyanobacteria pertama kali muncul di Bumi. Ini adalah masa di mana atmosfer bumi mengalami kenaikan oksigen yang luar biasa, misterius dan tidak dapat dijelaskan, dari tahap yang sangat rendah hingga 10 peratus daripada yang ada sekarang. Terdapat tiga - ada yang mengatakan empat - glasiasi global, dan catatan fosil mencerminkan pergeseran besar dalam jumlah organisma yang memetabolisme sulfur dan pergeseran utama dalam kitaran karbon.
"Pertanyaannya adalah: Mengapa?" kata Blank.
"Sumbangan saya adalah usaha mencari penjelasan evolusi untuk perubahan besar ini. Terdapat banyak pergerakan evolusi di Cyanobacteria pada masa ini, dan bakteria tersebut memberi kesan terhadap perkembangan Bumi. Ahli geologi pada masa lalu bergantung pada peristiwa geologi untuk peralihan yang mencetuskan perubahan, tetapi saya berpendapat bahawa banyak perkara ini boleh menjadi evolusi. "
Blank menyampaikan penyelidikannya pada pertemuan tahunan Persatuan Geologi Amerika 2004, yang diadakan pada 7-10 November di Denver.
Penemuan Blank bahawa Cyanobacteria muncul pertama kali di tasik atau aliran air tawar adalah berlawanan dengan intuisi.
"Sebilangan besar orang mempunyai anggapan bahawa Cyanobacteria keluar dari lingkungan laut - bagaimanapun, mereka masih penting untuk persekitaran laut hari ini, jadi mereka pasti selalu ada," kata Blank. “Ketika Cyanobacteria mulai muncul, tidak ada perisai ozon, jadi sinar UV akan membunuh banyak hal. Mereka sama ada harus mencari cara untuk mengatasi sinar UV - dan ada bukti bahawa mereka membuat pigmen penyerap UV - atau mencari cara tumbuh di bawah sedimen untuk mengelakkan cahaya. "
Untuk mengkaji evolusi Cyanobacteria, Blank membuat pokok tulang belakang menggunakan pelbagai gen dari keseluruhan urutan genom. Spesies tambahan ditambahkan ke pokok menggunakan gen RNA ribosom. Watak morfologi, misalnya, ada atau tidaknya selubung, pertumbuhan uniselular atau filamen, kehadiran atau ketiadaan heterosista? sel berdinding tebal yang berlaku pada selang waktu? dikodkan dan dipetakan di atas pokok. Taburan sifat dibandingkan dengan yang terdapat dalam rekod fosil.
Cyanobacteria yang muncul sekitar dua miliar tahun yang lalu menjadi mikroba kompleks yang mempunyai diameter sel lebih besar daripada kumpulan sebelumnya - sekurang-kurangnya 2,5 mikron. Pokok Blank menunjukkan bahawa beberapa sifat morfologi muncul secara bebas dalam beberapa baris, di antaranya struktur sarung, pertumbuhan filamen, keupayaan untuk memperbaiki nitrogen, termofili (cinta panas), motilitas dan penggunaan sulfida sebagai penderma elektron.
"Kami akan memerlukan banyak analisis rekod mikro-fosil oleh ahli paleobiologi yang serius untuk melihat seberapa baik hipotesis ini," kata Blank. "Jangka waktu ini adalah salah satu teka-teki terbesar bagi ahli biologi dan ahli geologi. Sejumlah besar perkara berlaku dalam catatan geologi. "
Sumber Asal: Siaran Berita WUSTL
