Bilhões de anos atrás, uma cianobactéria pequena abriu uma molécula de água - e deixe um veneno solta que a morte forjado e destruição em uma escala épica. O micróbio tinha apenas aperfeiçoou a fotossíntese, um processo que libertou o oxigênio preso dentro de água e matou habitantes anaeróbicas Terra primitiva.
Agora, pela primeira vez, os geólogos encontraram evidências da fase crucial da evolução antes de água divisão cianobactérias. O find oferece uma imagem única do momento que fez o mundo moderno. Com o advento da fotossíntese veio uma atmosfera dominada pelo oxigênio e, em última instância, a diversidade de formas de vida que conhecemos hoje.
"Esta foi a maior mudança que já ocorreu na biosfera", diz Kevin ReddingUniversidade Estadual do Arizona em Tempe. "A extinção causada por oxigênio era provavelmente o maior já visto, mas, ao mesmo tempo, a vida animal não seria possível sem o oxigênio."
Fotossíntese usa luz e uma fonte de elétrons para gerar energia e poder de um organismo. No mundo como nós o conhecemos, que a fonte de elétrons é a água, com o oxigênio resíduos do produto. Mas não há sinais de que o oxigênio estava sendo formadas quando a fotossíntese apareceu pela primeira vez cerca de 3,4 bilhões de anos atrás, photosynthesisers tão cedo provavelmente eliminado elétrons por dividir outras moléculas como o sulfureto de hidrogénio em vez.
Que tinha mudado por cerca de 2,4 bilhões de anos atrás, quando os depósitos de minerais oxidados nos dizer que o oxigênio estava começando a se acumular na atmosfera. Fotossíntese que conhecemos evoluíram.
Para ajudar a descobrir como isso aconteceu, Woodward Fischer no Instituto de Tecnologia da Califórnia em Pasadena, e seus colegas estudaram rochas sul-africanos que se formaram pouco antes da marca de 2,4 bilhões de anos.A sua análise mostra que, embora as rochas formadas nas condições anóxicas que prevaleceram desde a formação da Terra, todo o manganês na rocha foi depositado numa forma oxidada.
Na ausência de oxigénio atmosférico, manganês necessita de alguma espécie de catalisador para a ajudar a oxidar - não vai reagir sem um pouco de ajuda. A melhor explicação, digamos equipe de Fischer, é que um organismo fotossintético estava usando manganês como uma fonte de elétrons. Esquerda instáveis que os iões de manganês para trás, que reagiram com a água para formar os óxidos. Fischer apresentou as descobertas na conferência da União Geofísica Americana em San Franciscoem 06 de dezembro.
Todo pesquisador contactado por New Scientist elogiou a importância do estudo, em parte porque a prova coincide exatamente com o que as teorias evolutivas ter previsto.
Um olhar mais atento sobre as plantas e algas de hoje mostra que a oxidação de manganês ainda é uma parte vital da fotossíntese. Dentro de suas estruturas de fotossíntese são manganês ricos cristais que fornecem os elétrons para conduzir a fotossíntese. Os cristais então Snaffle elétrons de passar as moléculas de água para restaurar seu déficit. É este ataque eletrônico que quebra as moléculas de água abertas e gera o oxigênio que respiramos.
Este processo complicado deve ter tido raízes mais simples. Em 2007, John Allen no Queen Mary, Universidade de Londres, e William Martin , da Universidade de Düsseldorf, na Alemanha, sugere um cenário ( Natureza ,doi.org/bs65kb ). Eles acreditam que a fotossíntese moderna nasceu quando no início cianobactérias por acaso flutuou em um ambiente aquoso rico em manganês, e rapidamente adaptadas para aproveitar a nova fonte de elétrons.
Mais tarde, devido manganês é um recurso relativamente escasso que não pode ser aproveitado indefinidamente, a cianobactéria desenvolveram uma estratégia diferente. Eles incorporaram manganês diretamente em suas estruturas de fotossíntese e é usado como uma bateria recarregável: drenando de seus elétrons, mas permitindo que seus suprimentos de ser reabastecido por roubar elétrons de outro, a fonte mais abundante - a água.
O que a equipe de Fischer encontrou evidência de o passo inicial neste processo: um ambiente rico em manganês anóxica que tem sido despojado de elétrons e deixado em um estado oxidado, quase certamente por cianobactérias primitivo. "Tinha que haver alguma etapa intermediária no processo evolutivo", diz Redding.
"Esta é uma grande notícia", diz Martin. Ele acrescenta que podemos esperar publicações no futuro próximo, que fornecem mais provas compatíveis com a teoria. "Mas esta evidência um pouco mais direto geoquímica é realmente emocionante."
- New Scientist
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