Αυτοί είναι οι πρώτοι οργανισμοί που «ανέπνευσαν» οξυγόνο

Αναλύθηκαν τα γονιδιώματα 130 οικογενειών προκαρυωτικών οργανισμών, που είναι σήμερα απόγονοι των αρχαιότερων μικροβίων, βακτηρίων και άλλων μικροοργανισμών στον πλανήτη μας.
26 Φεβρουαρίου 2021 | 12:17

Οι πρώτοι οργανισμοί που «ανέπνευσαν» οξυγόνο, εμφανίστηκαν περίπου πριν 3,1 δισεκατομμύρια χρόνια, σύμφωνα με νέες επιστημονικές εκτιμήσεις. Η νέα ισραηλινή γενετική ανάλυση πολλών διαφορετικών οικογενειών μικροοργανισμών κατέληξε στο μάλλον απροσδόκητο συμπέρασμα ότι η χρήση οξυγόνου από τους έμβιους μικροσκοπικούς οργανισμούς είχε ξεκινήσει σχεδόν 600 εκατομμύρια χρόνια νωρίτερα από το λεγόμενο «Μεγάλο Οξυγονωτικό Συμβάν», που γέμισε την ατμόσφαιρα της Γης με αέριο οξυγόνο πριν περίπου 2,4 δισεκατομμύρια χρόνια.

Οι Ισραηλινοί ερευνητές, με επικεφαλής τον βιοχημικό Νταν Ταουφίκ του Ινστιτούτου Επιστημών Weizmann, που έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό για θέματα οικολογίας και εξέλιξης «Nature Ecology & Evolution», σύμφωνα με το «Science», ανέλυσαν τα γονιδιώματα 130 οικογενειών προκαρυωτικών οργανισμών, που είναι σήμερα απόγονοι των αρχαιότερων μικροβίων, βακτηρίων και άλλων μικροοργανισμών στον πλανήτη μας.

Οικογενειακό δέντρο για τη χρήση γονιδίων

Δημιουργήθηκε έτσι ένα εξελικτικό «οικογενειακό δέντρο» με τη χρήση γονιδίων από περίπου 700 ένζυμα, τα οποία είτε χρησιμοποιούν οξυγόνο, είτε το παράγουν. Στη συνέχεια, χρησιμοποιώντας τη μέθοδο του «μοριακού ρολογιού», έκαναν εκτιμήσεις για το πότε καθένα από αυτά τα ένζυμα εξελίχθηκε. Από τις 130 οικογένειες μικροοργανισμών, για τις 36 κατέστη εφικτό να γίνει χρονολόγηση με σχετικά υψηλό βαθμό ακρίβειας, σύμφωνα με τους ερευνητές.

Όπως δήλωσε ο δρ Ταουφίκ, «είδαμε κάτι αρκετά εντυπωσιακό: μια ξεκάθαρη ανάδυση μικροβίων που χρησιμοποιούσαν οξυγόνο πριν 3 έως 3,1 εκατομμύρια χρόνια». Οι 22 από τις 36 οικογένειες μικροοργανισμών φαίνεται να εμφανίστηκαν ακριβώς εκείνη την εποχή, οι 12 αργότερα, ενώ μόνο δύο νωρίτερα.

Ποια ήταν τα πρώτα ένζυμα που έκαναν χρήση οξυγόνου

Η εμφάνιση πρωτεϊνών (ενζύμων) που κάνουν χρήση οξυγόνου, σηματοδότησε ένα κομβικό στάδιο για την εμφάνιση των αερόβιων μικροβίων, μια μετάβαση από έναν προηγούμενο κατά βάση αναερόβιο κόσμο. Οι επιστήμονες γενικά συμφωνούν ότι η ατμόσφαιρα και οι ωκεανοί της αρχέγονης Γης στερούνταν αέριου οξυγόνου. Υπάρχουν πάντως κάποιες ενδείξεις ότι σχετικά σύντομα υπήρξε κάποια ποσότητα οξυγόνου, καθώς τα κυανοβακτήρια -οι πρώιμοι φωτοσυνθετικοί μικροοργανισμοί- πιθανώς πριν 3,5 δισεκατομμύρια χρόνια είχαν αρχίσει να απελευθερώνουν οξυγόνο ως υποπροϊόν, αλλά δεν το χρησιμοποιούσαν οι ίδιοι. Η χρήση του οξυγόνου για «αναπνοή» άργησε μερικές ακόμη εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια.

Αναδρομική γενετική ανάλυση

Η νέα ισραηλινή μελέτη εκτιμά -με βάση την αναδρομική γενετική ανάλυση- ότι περίπου πριν 3,1 δισεκατομμύρια χρόνια εμφανίστηκαν μικροοργανισμοί που άρχισαν να «αναπνέουν» το οξυγόνο και να το αξιοποιούν για μεγαλύτερη παραγωγή ενέργειας. Πιθανώς η ικανότητα αναπνοής/χρήσης του οξυγόνου εξελίχτηκε αργά, αρχικά σε μικρούς θύλακες, και σταδιακά εξαπλώθηκε στον πλανήτη στη διάρκεια των επόμενων εκατοντάδων εκατομμυρίων ετών.

Μετά και το «Μεγάλο Οξυγονωτικό Συμβάν» που ακολούθησε, το περιβάλλον του πλανήτη μας άρχισε να μεταμορφώνεται δραματικά και η ζωή γνώρισε μια πραγματική «έκρηξη» χάρη στο οξυγόνο. Υπήρξε έτσι η εξέλιξη των πολυκύτταρων οργανισμών και τελικά των ζώων και των ανθρώπων.

Άλλοι πάντως επιστήμονες, όπως ο εξελικτικός βιολόγος Πάτρικ Σιχ του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια, εμφανίστηκαν πιο επιφυλακτικοί, επειδή η μέθοδος του «μοριακού ρολογιού», στην οποία βασίστηκε η γενετική ανάλυση και χρονολόγηση, είναι ακόμη μια εξελισσόμενη επιστήμη και συνεπώς τα συμπεράσματά της έχουν ένα βαθμό αμφιβολίας.

Πρόσφατα Άρθρα
Κλιματική αλλαγή: Πώς επηρεάζουν οι επιπτώσεις της εγκύους και βρέφη; 20 Δεκεμβρίου 2025, 10:28
Άστατος καιρός το Σάββατο: Πέφτει η θερμοκρασία 20 Δεκεμβρίου 2025, 08:51
Το διπλό πρόσωπο του καιρού: Αίθριος την Παρασκευή, αλλάζει το σκηνικό από το Σάββατο 19 Δεκεμβρίου 2025, 08:52
Καιρός: Kακοκαιρίες μέχρι την Πρωτοχρονιά – Τα προγνωστικά μέχρι και την Κυριακή 18 Δεκεμβρίου 2025, 10:52
Κυψέλη: Ειδικοί μιλούν για την επίθεση με μαχαίρι στο Γυμνάσιο και την επιλογή να προφυλακιστεί η 16χρονη 18 Δεκεμβρίου 2025, 10:45
Συννεφιασμένος ο καιρός και ασθενείς βροχές 17 Δεκεμβρίου 2025, 08:51
Κυψέλη: Η 16χρονη είχε μαχαιρώσει ξανά συμμαθητές της 16 Δεκεμβρίου 2025, 09:21
Δωρεά σπέρματος: Οι κίνδυνοι και το «σπέρμα των Βίκινγκ» 16 Δεκεμβρίου 2025, 08:00
Εορταστικό ωράριο: Ξεκινά σήμερα – Ποιες Κυριακές τα καταστήματα θα είναι ανοιχτά 11 Δεκεμβρίου 2025, 09:22
Ο παιδικός ιός που συνδέεται με καρκίνο μεγαλώνοντας – Το 95% τον έχει 11 Δεκεμβρίου 2025, 08:00
Δότης σπέρματος με καρκινογόνο μετάλλαξη απέκτησε 200 παιδιά 10 Δεκεμβρίου 2025, 13:54
Σχολεία: Πότε κλείνουν για Χριστούγεννα; 10 Δεκεμβρίου 2025, 11:22
ΕΟΦ: Βρεφικό γάλα συνδέεται με κρούσματα αλλαντίασης 9 Δεκεμβρίου 2025, 14:29
Βρετανία: Σχολεία κλείνουν και μάσκες επιστρέφουν – Σαν την εποχή του COVID 9 Δεκεμβρίου 2025, 13:15
Ζάκυνθος: Ανείπωτη θλίψη για τον 2χρονο που κατασπαράχθηκε από το πίτμπουλ 8 Δεκεμβρίου 2025, 09:39
imommy.gr © 2025 - All Rights Reserved
Exit mobile version