Každý deň dýchame kyslík, a pritom o tom príliš nepremýšľame, pretože rastliny a riasy v oceáne ho pre nás neustále produkujú. V rámci môjho výskumu sa zaoberáme tým, ako sme sa dostali do tejto priaznivej situácie. Keď sa Zem formovala, bola drsnou a redukovanou planétou. Koncentrácia kyslíka začala narastať v dvoch hlavných fázach. Asi pred 2,3 miliardami rokov začal kyslík stúpať. Nasledovalo obdobie, ktoré trvalo približne miliardu rokov, počas ktorého boli hladiny kyslíka stále veľmi nízke. Až približne pred 0,4 miliardami rokov dosiahli koncentrácie úroveň vhodnú pre rozvoj vyšších foriem života, ako sú ľudia alebo dinosaury.

Procesy ovplyvňujúce kyslíkové podmienky

Hlavnou otázkou je: Aké procesy formovali tento vývoj? Ktoré faktory mohli iniciovať prvý veľký nárast kyslíka a ktoré ho následne stabilizovali? Mohli to byť geologické alebo sopečné procesy, prípadne mikrobiálne procesy, pretože Zem bola po väčšinu svojej histórie domovom mikroorganizmov. Jasným hlavným motorom bol proces kyslíkovej fotosyntézy, ktorý je aj dnes hlavným zdrojom kyslíka. Tento proces sa pravdepodobne vyvinul v cyanobaktériách už pred 3 miliardami rokov. Po jeho evolúcii však trvalo určitý čas, kým koncentrácie kyslíka mohli vzrásť.

V tejto štúdii skúmame ďalšiu možnú hypotézu: rýchlosť otáčania Zeme. Táto rýchlosť určuje dĺžku dňa. Čím rýchlejšie sa Zem otáča, tým kratší je deň. Na začiatku, pred 4,5 miliardami rokov po veľkej kolízii s Theiou, mohli byť dni dlhé len niekoľko hodín. Odvtedy sa dĺžka dňa predlžuje a 24-hodinové dni sme dosiahli iba nedávno. Snažíme sa zistiť, či existuje spojenie medzi zmenou dĺžky dňa a koncentráciou kyslíka. Tento vzťah nie je zjavný, a preto ho skúmame prostredníctvom mikrobiálnych štruktúr nazývaných mikrobiálne matty, ktoré mohli byť centrom evolúcie mnohých mikrobiálnych metabolizmov, vrátane kyslíkovej fotosyntézy.

Na preskúmanie potenciálneho prepojenia medzi dĺžkou dňa a uvoľňovaním kyslíka sme najprv simulovali reakcie mikrobiálnych sietí a potom overovali naše závery v prírodných systémoch. Nakoniec sme naše poznatky integrovali do globálneho modelu. Naša počiatočná otázka znela: existuje vzťah medzi dĺžkou dňa a uvoľňovaním kyslíka z mikrobiálnych sietí? Naša odpoveď je: áno, je to základný mechanizmus. A ďalšia otázka: Je to naozaj dôležité? Odpoveď je: možno áno. Naša hypotéza naznačuje, že ak by svet bol pokrytý mikrobiálnymi matmi, rýchlosť otáčania Zeme mohla výrazne ovplyvniť hladiny kyslíka a umožniť rozvoj vyšších foriem života.

Zdroj informácii: https://lt.org