Elu käivitus Maal kolme miljardi aasta eest

Maal leidis umbes kolme miljardi aasta eest aset elutegevuse plahvatuslik laienemine, mis võis johtuda asjaolust, et algelistel eluvormidel arenesid välja tõhusamad vahendid päiksevalgusest saadud energia rakendamiseks, selgub pühapäeval ajakirjas Nature avaldatud värskest uurimusest.

Taolisele järeldusele tulid Massachusettsi tehnoloogiainstituudi teadlased, kes konstrueerisid „fossiilse genoomi“ — matemaatilise mudeli, mis tuhat tänapäeval eksisteerivat võtmetähtsat geeni aluseks võttes arvutas välja, kui kaua need väga kaugest minevikust alates on arenema pidanud, vahendab AFP.

Kogu elu kollektiivne genoom laienes võimsalt vahemikus 3,3 kuni 2,8 miljardit aastat tagasi. Tolle perioodi vältel ilmus esmakordselt 27 protsenti kõigist olemasolevatest geeniperekondadest, annab uurimus mõista.

Uurijad Eric Alm ja Lawrence David ütlesid, et „genoomiplahvatus” tulenes tõenäoliselt kaasaegseks elektrontranspordiks (ingl modern electron transport) nimetatavate biokeemiliste protsesside esilekerkimisest.

Tegemist on võtmetähtsa bioloogilise funktsiooniga, mis kontrollib elektronide liikumist rakumembraanides. Funktsioon on keskne taimede ja mõnede mikroobide talitlusele, võimaldades neil fotosünteesi läbi otse Päikeselt energiat ammutada ning hapnikku hingata.

Suurele muudatusele, mida Alm ja David nimetavad „arhaikumi plahvatuseks”, järgnes umbes 500 miljonit aastat hiljem nähtus, mida tuntakse „suure oksüdatsiooni” nime all, mil Maa atmosfäär hakkas järkjärguliselt hapnikuga täituma.

Suur oksüdatsioon oli tõenäoliselt kõige mastaapsem liikide vahetumise protsess Maa ajaloos, mille käigus surid välja hapnikku mitte hingavad primitiivsed eluvormid ja mikroobid, nende asemele tulid aga suuremad ja arukamad aeroobsed eluvormid.

„Meie tulemused ei näita, kas elektrontranspordi areng oli arhaikumi plahvatuse otsene põhjustaja,” möönab David. „Sellest hoolimata võime oletada, et märksa kopsakam energia-eelarve tegi võimalikuks suuremate ja keerukamate mikroobsete ökosüsteemide tekkimise ja kestmajäämise biosfääris.”

Kõige varasemad ürgkivistised pärinevad kambriumi plahvatuseks nimetatavast perioodist umbes 588 miljoni aasta tagant.

Kambriumi-eelsed eluvormid olid pehme kehaga ning kui üksikud haruldased erandid välja arvata, ei jäänud neist toonastesse ladestutesse kivistisi. Küll aga pärandasid nad järeltulijaile küllusliku DNA, mis selgitab „fossiilse genoomi” raalrekonstrueerimise püüdluseid.

„Meie tulemuste juures on kõige tähelepanuväärsem asjaolu, et need tõestavad, et väga iidsete sündmuste ajalugu on talletatud elusorganismide ühisesse DNA-sse,” osutab Alm. „Nüüd, mil hakkame mõistma, kuidas seda ajalugu dešifreerida, loodan ma, et suudame mõned neist elu evolutsiooni ürgsündmustest üksikasjalisemalt taastada.”

Jälgi Forte teadusuudiseid ka Twitteris!