Gyvybė Žemėje pradėjo klestėti prieš 3 mlrd. metų (22)
Maždaug prieš 580 mln. metų Žemėje prasidėjo staigių permainų metas, dar vadinamas „Kambro sprogimu“. Jo metu susiformavo daug naujų gyvybės formų, taip pat ir daugelio dabartinių gyvūnijos rūšių protėviai. Tiesa, gyvybė mūsų planetoje užsimezgė kur kas anksčiau – prieš 3 mlrd. metų. Būtent tada susiformavo ir nemaža dalis modernių organizmų genomų.
Prisijunk prie technologijos.lt komandos!
Laisvas grafikas, uždarbis, daug įdomių veiklų. Patirtis nebūtina, reikia tik entuziazmo.
Sudomino? Užpildyk šią anketą!
Kadangi visi gyvi organizmai genus paveldėjo iš protėvių, Masačiusetso technologijų instituto mokslininkai pabandė dabartinių genomų pagrindu rekonstruoti visą genų evoliucionavimo procesą. Jų sukurtas matematinis modelis apima įvairiausius genų evoliucijos būdus – ir paveldėjimą, ir mutavimą, ir daugelį kitų.
Mokslininkai atsekė šimto modernių genomų evoliucijos procesus, siekiančius gyvybės atsiradimą Žemėje ir sukūrė savotišką genomų evoliucijos archyvą, kuris suteikia informacijos ne tik apie tai, kada, bet ir iš kurio senovinio mikrobo tokie genai kilę. Paaiškėjo, kad visiems gyviems organizmams bendrų genų įvairovė ypač suklestėjo prieš 3,3 - 2,8 mlrd. metų - per šį laikotarpį išsivystė 27 proc. visų šiuo metu egzistuojančių genų grupių.
Mokslininkai Ericas Almas ir Lawrence'as Davidas teigia, kad didysis gyvybės proveržis tikriausiai įvyko, kai išsivystė biocheminis procesas, vadinamas elektronų pernašos grandine. Jo metu elektronai pernešami per ląstelių membranas. Tai itin svarbu augalams ir kai kurioms bakterijoms – šis procesas padeda panaudoti Saulės šviesos energiją, vykstant fotosintezei, taip pat kvėpuoti atmosferos deguonimi.
Gyvybės suklestėjimą, kurį E.Almas ir L.Davidas pavadino Archėjaus plėtra (Archean Expansion), maždaug po 500 mln. metų sekė vadinamoji deguonies revoliucija, kai Žemės atmosferoje palaipsniui pagausėjo deguonies.
Daugelis identifikuotų genų vienaip ar kitaip susiję su deguonimi, tad Abu mokslininkai pirmiausiai iškėlė prielaidą, kad deguonies paplitimas gali būti susijęs su Archėjaus plėtros periodu – prieš 2,5 mlrd. metų ir anksčiau deguonies Žemės atmosferoje dar nebuvo.
Vadinamosios „deguonies revoliucijos“ metu, kuri vadinama dar ir „deguonies katastrofa“, įvyko, kaip spėjama, didžiausias rūšių pasikeitimas Žemės istorijoje: išmirė daugelis primityvių mikroskopinių organizmų, kuriems deguonis buvo kenksmingas, o juos pakeitė stambesni, deguonimi kvėpuojantys padarai.
„Mūsų rezultatai negali atskleisti, ar išsivysčiusi elektronų pernaša tiesiogiai nulėmė Archėjaus plėtrą, - pripažino L.Davidas. - Kita vertus, galime daryti prielaidą, jog atsiradus galimybei pasinaudoti daug didesniais energijos ištekliais, biosferoje atsirado didesnių ir sudėtingesnių mikroorganizmų ekosistemų“.
Iki šiol rastos seniausios fosilijos susidarė maždaug prieš 588 mln. metų, kai vyko vadinamasis „Kambro sprogimas“. Prekambro periodu gyvenę organizmai buvo minkštakūniai, todėl iš jų neliko beveik jokių fosilijų. Kita vertus, jie paliko turtingą DNR paveldą, leidusį kompiuteriais atkurti genomų evoliucijos procesus.
„Išvados byloja, kad labai senų įvykių istorijos yra įrašytos gyvų organizmų bendroje DNR, - sakė E.Almas. - Dabar, kai pradedame suprasti, kaip iššifruoti šią istoriją, turiu vilties, kad sugebėsime išsamiau atkurti kai kuriuos svarbiausius evoliucijos įvykius“.