Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
Sign in to follow this  
KopalniaWiedzy.pl

Tlen był produkowany na Ziemi o miliard lat wcześniej niż sądzimy?

Recommended Posts

Mikroorganizmy produkujące tlen w procesie fotosyntezy mogły istnieć na Ziemi co najmniej miliard lat wcześniej, niż dotychczas sądzono. Najnowsze odkrycie może zmienić nasze spojrzenie na ewolucję życia na Ziemi oraz na to, jak mogło ono ewoluować na innych planetach.

Na Ziemi tlen jest niezbędny do powstania bardziej złożonych form życia, które wykorzystują go w procesie produkcji energii.
Przed około 2,4 miliarda lat temu na Ziemi doszło katastrofy tlenowej. To nazwa wielkich przemian środowiskowych na Ziemi, których przyczyną było pojawienie się dużych ilości tlenu w atmosferze.

Część naukowców uważa, że cyjanobakterie, które dostarczyły tlen do atmosfery, pojawiły się stosunkowo niedługo przed katastrofą tlenową. Jednak, jako, że cyjanobakterie wykorzystują dość złożony mechanizm fotosyntezy, podobny do tej używanego obecnie przez rośliny, inni uczeni uważają, że przed cyjanobakteriami mogły istnieć inne, prostsze mikroorganizmy produkujące tlen.

Teraz naukowcy z Imperial College London poinformowali o znalezieniu dowodów na obecność fotosyntezy tlenowej na co najmniej miliard lat przed pojawieniem się cyjanobakterii.

Wiemy, że cyjanobakterie są bardzo starymi formami życia. Nie wiemy jednak dokładnie, jak starymi. Jeśli cyjanobakterie liczą sobie, na przykład, 2,5 miliarda lat, to z naszych badań wynika, że fotosynteza tlenowa zachodziła na Ziemi już 3,5 miliarda lat temu. To zaś wskazuje, że pomiędzy powstaniem Ziemi a fotosyntezą prowadzącą do powstania tlenu nie musiało minąć tak dużo czasu, jak sądziliśmy, mówi główny autor badań, doktor Tanai Cardona.

Jeśli fotosynteza tlenowa wyewoluowała wcześnie, oznacza to, że jest ona procesem, z którym ewolucja dość łatwo potrafi sobie poradzić. To zaś zwiększa prawdopodobieństwo pojawienia się jej na innych planetach i pojawienia się, wraz z nią, złożonych form życia.

Jednak stwierdzenie, kiedy na Ziemi pojawili się pierwsi producenci tlenu, jest trudne. Im starsze są skały, tym rzadziej występują i tym trudniej udowodnić, że znalezione w nich skamieniałe mikroorganizmy wykorzystywały lub wytwarzały tlen.

Zespół Cardony nie zajmował się więc skamieniałymi mikroorganizmami, a postanowił zbadać ewolucję dwóch głównych protein zaangażowanych w fotosyntezę, w wyniku której powstaje tlen.

W pierwszym etapie fotosyntezy cyjanobakterie wykorzystują światło do rozbicia wody na protony, elektrony i tlen. Pomocny jest w tym kompleks białkowy o nazwie Fotoukład II.

Fotoukład II złożony jest m.in. z homologicznych protein D1 oraz D2. W przeszłości było one identyczne, jednak obecnie są one kodowane przez różne sekwencje co wskazuje, że w pewnym momencie się rozdzieliły. Nawet wówczas, gdy były identyczne, były one w stanie prowadzić fotosyntezę tlenową. Jeśli jednak udałoby się określić moment, w którym się rozdzieliły, byłby to moment, w którym na pewno tlen powstawał na Ziemi w wyniku fotosyntezy.

W przeszłości zatem podobieństwo sekwencji genetycznych kodujących D1 i D2 wynosiło 100%, obecnie zaś kodujące je sekwencje w cyjanobakteriach i roślinach są podobne do siebie w 30%. Naukowcy wykorzystali więc złożone modele statystyczne oraz znane fakty z historii ewolucji fotosyntezy, by dowiedzieć się, w jakim czasie mogło dojść do zmiany ze 100 do 30 procent. Wyliczyli, że D1 i D2 w Fotoukładzie II ewoluowały wyjątkowo powoli. Okazało się, że musiało minąć co najmniej miliard lat, by doszło do takiej zmiany w kodującej obie proteiny sekwencji genetycznej.

Nasze badania sugerują, że fotosynteza tlenowa rozpoczęła się prawdopodobnie na długo przed pojawieniem się ostatniego przodka cyjanobakterii. Jest to zgodne z ostatnimi badaniami geologicznymi, które wskazują, że zlokalizowane gromadzenie sie tlenu było możliwe już ponad 3 miliardy lat temu. Tym samym pojawienie się cyjanobakterii i pojawienie się fotosyntezy, w wyniku której powstaje tlen, nie jest tym samym zjawiskiem. Pomiędzy oboma wydarzeniami mogło upłynąć bardzo dużo czasu. Dla nauki oznacza to wielką zmianę perspektywy, stwierdza Cardona.


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites
11 godzin temu, KopalniaWiedzy.pl napisał:

Naukowcy wykorzystali więc złożone modele statystyczne oraz znane fakty z historii ewolucji fotosyntezy, by dowiedzieć się, w jakim czasie mogło dojść do zmiany ze 100 do 30 procent.

Mogli jeszcze wykorzystać kości i wnętrzności - podobno z nich też się dobrze wróży :D

Cytat

Nasze badania sugerują, że fotosynteza tlenowa rozpoczęła się prawdopodobnie 

Bez komentarza :D

Edited by nantaniel
  • Downvote (-1) 1

Share this post


Link to post
Share on other sites

Haha! Jakie dowcipne. LOL.Rotfl.

NIE! Jednak nie.

Mógłbym zapytać które - twoim zdaniem - elementy tej pracy: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/gbi.12322  obarczone są tak dużym błędem i jakie masz podstawy, by tak twierdzić. Nie ma to jednak sensu bo wiem, że nie masz nic na obronę swojej tezy (jeśli to co napisałeś, w ogóle można tak nazwać).

Zamiast tego przetłumaczę twój komentarz z języka sarkazmu na język faktów:

12 godzin temu, nantaniel napisał:
23 godziny temu, KopalniaWiedzy.pl napisał:

Naukowcy wykorzystali więc złożone modele statystyczne oraz znane fakty z historii ewolucji fotosyntezy, by dowiedzieć się, w jakim czasie mogło dojść do zmiany ze 100 do 30 procent.

Mogli jeszcze wykorzystać kości i wnętrzności - podobno z nich też się dobrze wróży :D

Tłumaczenie: "Nie przeczytałem ani nawet nie przejrzałem pracy wspomnianych naukowców. Nie mam najmniejszego pojęcia o statystyce, biologii molekularnej i ewolucji białek. Nie potrafię sobie nawet wyobrazić, jak można datować tak dawne wydarzenia. A skoro JA nie potrafię sobie czegoś wyobrazić, to znaczy że to szarlataneria i wróżbiarstwo."

12 godzin temu, nantaniel napisał:
Cytat

Nasze badania sugerują, że fotosynteza tlenowa rozpoczęła się prawdopodobnie 

Bez komentarza :D

Ja natomiast skomentuję, bo najwyraźniej albo nie wiesz jak działa nauka, albo to ignorujesz bo tak ci pasuje do twoich z nauki heheszków.

W skrócie - mamy 2 podejścia. Pokażę łatwe do ogarnięcia przykłady na obecnie obowiązujących teoriach naukowych.

Pierwsze:

Jest rok 1905. Nazywam się Albert Einstein. Publikuję właśnie efekty mojej pracy. Stanowczo twierdzę, że... - i tu mamy STW

Drugie:

Jest rok 1909. Nazywam się Ernest Rutherford. Publikuję wyniki eksperymentu, który właśnie przeprowadziłem z kolegami. Sugerują one, że dotychczas uznawany model budowy atomu Thomsona jest błędny. Prawdopodobnie atom wygląda tak: ... - i tu mamy planetarny model atomu Rutherforda bliski już obecnie obowiązującemu.

Kilka eksperymentów więcej + trochę matematyki i w 1913 roku mamy poprawioną wersję (czyli rozwinięcie poprzedniej a nie wyrzucenie jej do kosza) - model atomu Bohra. Jeszcze kilkanaście lat i trochę mechaniki kwantowej - i mamy kolejne tuningi, itd.

Tak się pcha naukę do przodu.

Share this post


Link to post
Share on other sites
W dniu 29.11.2018 o 01:21, KopalniaWiedzy.pl napisał:

Wiemy, że cyjanobakterie są bardzo starymi formami życia. Nie wiemy jednak dokładnie, jak starymi. Jeśli cyjanobakterie liczą sobie, na przykład, 2,5 miliarda lat, to z naszych badań wynika, że fotosynteza tlenowa zachodziła na Ziemi już 3,5 miliarda lat temu. To zaś wskazuje, że pomiędzy powstaniem Ziemi a fotosyntezą prowadzącą do powstania tlenu nie musiało minąć tak dużo czasu, jak sądziliśmy, mówi główny autor badań, doktor Tanai Cardona.

Istotne jest to, czy ci pierwotni producenci tlenu posiadali nukleotyd sterujący ich funkcjami życiowymi, czy też nie.

Dlaczego?

Gdyby sterowanie za pomocą nukleotydu pojawiło się dopiero z sinicami, oznaczałoby to, że pomiędzy powstaniem protokomórek a implantacją nukleotydu podtrzymującego syntezę białek i podział komórki, upłynęło 1,3 miliarda lat. A jeżeli wcześniej, to 0,3 mld. Różnica 1 miliarda lat zmienia postrzeganie stopnia prawdopodobieństwa na powstanie życia i umacnia bądź osłabia hipotezę jedynej Ziemi.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Odkryliśmy, że podobny do dzisiejszego rozwój ciąży pojawił się około 200–300 tysięcy lat przed powstaniem współczesnych gatunków ludzi. Mógł to być decydujący element naszej ewolucji, umożliwiający pojawienie się dużego mózgu, mówi Tesla Monson z Western Washington University. Ludzki płód rośnie znacząco szybciej niż np. płód goryli. O ile małemu człowiekowi przybywa średnio 11,6 grama dziennie, mały goryl przybiera średnio 8,2 grama dziennie. Z badań przeprowadzonych na podstawie skamieniałych zębów wynika, że ten szybszy wzrost ludzkich płodów pojawił się mniej niż milion lat temu. Mógł jednak odegrać znaczącą rolę w ewolucji.
      Naukowcy badający ewolucję ludzkiej ciąży musieli dotychczas polegać na badaniu skamieniałych miednic i rzadkich zachowanych szczątków niemowląt. Monson i jej koledzy zauważyli, że wśród naczelnych wzrost płodu jest ściśle powiązany ze stosunkiem długości 1. i 3. zęba trzonowego. Na tej podstawie naukowcy stworzyli model matematyczny, który przewidywał tempo wzrostu płodów na podstawie zębów trzonowych 608 naczelnych, w tym wielkich małp Afryki i małp z Azji. Następnie wykorzystali ten model do określenia tempa rozwoju płodu 13 gatunków hominidów. Okazało się, że od czasu oddzielenia się linii ewolucyjnych człowieka i szympansa tempo wzrostu naszej linii rozwojowej ciągle się zwiększało, aż około miliona lat temu zaczęło być bardziej podobne do przebiegu ciąży u człowieka współczesnego niż u innych małp.
      Sami autorzy badań przyznają, że nie wiedzą, co wspólnego mogą mieć stosunki długości zębów trzonowych z tempem wzrostu płodu i podkreślają, że wnioskowanie o przebiegu ciąży na podstawie skamieniałości może być obarczone dużym ryzykiem błędu. Z drugiej jednak strony zauważają, że moment pojawienia się „współczesnego” typu ciąży jest skorelowany ze zwiększeniem rozmiarów miednicy i mózgu u naszych przodków.
      Naukowcy, którzy nie brali udziału w badaniach, mówią, że uzyskane wyniki są przekonujące, a wykorzystana metoda – bardzo obiecująca.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      W najbliższy poniedziałek NASA spróbuje zrobić coś, czego ludzkość nigdy wcześniej nie dokonała – zmienić tor lotu asteroidy. Jeśli wszystko pójdzie zgodnie z planem, 26 września o godzinie 21:14 czasu polskiego w asteroidę Dimorphos uderzy pojazd DART. Będzie to pierwszy w historii test obrony Ziemi przed asteroidami.
      Dimorphos ma około 170 metrów średnicy, krąży wokół 800-metrowego Didymosa i wcale nam nie zagraża. W momencie zderzenia będzie znajdował się około 11 milionów kilometrów od Ziemi. Misja DART ma na celu sprawdzenie przede wszystkim, czy jesteśmy w stanie trafić wysłanym z Ziemi pojazdem w asteroidę oraz czy po uderzeniu asteroida zmieni kurs. NASA chce, by pędzący z prędkością 23 000 km/h pojazd wielkości samochodu przesunął Dimorphosa skracając o 10 minut czas jego obiegu wokół Didymosa. Obecnie Dimorphos okrąża większą asteroidę w ciągu 11 godzin i 55 minut. Skrócenie tego czasu o 10 minut zostanie zarejestrowane przez naziemne teleskopy.
      Przed kilkoma tygodniami od misji DART oddzielił się satelita LICIACube, który podąża jego śladem. Po uderzeniu LICIACube będzie towarzyszył układowi Dimorphos-Didymos i przysyłał nam jego zdjęcia, na podstawie których specjaliści będą oceniali skutki zderzenia. Ponadto w październiku 2024 roku ma wystartować misja Hera Europejskiej Agencji Kosmicznej. Dwa lata później Hera spotka się z Dimorphosem i dokona szczegółowych pomiarów. W jej ramach na Dimorphosie ma wylądować miniaturowy lądownik.
      Czy coś nam grozi?
      W Układzie Słonecznym znajdują się miliardy komet i asteroid. Niewielka część z nich to NEO (near-Earth object), czyli obiekty bliskie ziemi. Za NEO uznawany jest obiekt, którego peryhelium – punkt orbity najbliższy Słońcu – wynosi mniej niż 1,3 jednostki astronomicznej. Jednostka astronomiczna (j.a.) to odległość pomiędzy Ziemią a Słońcem, wynosi ona 150 milionów kilometrów. To 1,3 j.a. od Słońca oznacza bowiem, że taki obiekt może znaleźć się w odległości 0,3 j.a. (45 milionów km) od Ziemi.
      Obecnie znamy (stan na 21 września bieżącego roku) 29 801 NEO. Uznaje się, że asteroidy o średnicy większej niż 20 metrów mogą, w przypadku wpadnięcia w atmosferę Ziemię, dokonać poważnych lokalnych zniszczeń. Oczywiście im asteroida większa, tym bardziej dla nas niebezpieczna. Za bardzo groźne uznawane są asteroidy o średnicy ponad 140 metrów, a te o średnicy ponad 1 kilometra mogą spowodować katastrofę na skalę globalną.
      Wśród wszystkich znanych nam NEO jest 10 199 obiektów o średnicy ponad 140 metrów i 855 o średnicy przekraczającej kilometr. Specjaliści uważają, że znamy niemal wszystkie NEO o średnicy przekraczającej kilometr. Wiemy też, że przez najbliższych 100 lat żaden taki obiekt nie zagrozi Ziemi. Jednak już teraz przygotowywane są scenariusze obrony.
      Gdybyśmy bowiem wykryli tak wielki obiekt, a badania jego orbity wykazałyby, że prawdopodobnie uderzy w Ziemię, będziemy potrzebowali całych dziesięcioleci, by się obronić. Jeśli bowiem chcielibyśmy zmieniać trasę takiego obiektu, to biorąc pod uwagę jego olbrzymią masę, już teraz wiemy, że wysłany z Ziemi pojazd, uderzając w asteroidę, tylko minimalnie zmieniłby jej trajektorię. Do zderzenia musiałoby zatem dojść na całe dziesięciolecia przed przewidywanym uderzeniem w Ziemię, by ta minimalna zmiana kumulowała się w czasie i by asteroida ominęła naszą planetę.
      Co lata obok
      W bieżącym roku w pobliżu Ziemi pojawi się kilka naprawdę dużych NEO. Pierwszą z nich będzie asteroida 2022 RM4 o średnicy 330–740 metrów, która 1 listopada przeleci w odległości 2,3 miliona kilometrów od nas. Trzy tygodnie później w trzykrotnie większej odległości od Ziemi znajdzie się 2019 QR1 o średnicy 180–410 metrów, a 2 i 3 grudnia w odległości około 5 milionów kilometrów przelecą obiekty o średnicy – odpowiednio – 320-710 m i 150-330 m.
      Jeśli zaś chodzi o asteroidy o średnicy ponad 1 kilometra, to w ciągu najbliższych 12 miesięcy będziemy mieli dwa takie spotkania. Już 16 lutego 2023 w odległości około 4,5 miliona kilometrów od Ziemi znajdzie się asteroida 199145 (2005 YY128) o średnicy 570–1300 metrów, a 13 kwietnia w podobnej odległości minie nas 436774 (2012 KY3) o średnicy 540–1200 metrów. Na odwiedziny prawdziwego olbrzyma musimy zaś poczekać do 2 września 2057 roku. Wtedy w odległości 7,5 miliona kilometrów minie nas pędząca z prędkością 48 492 km/h asteroida 3122 Florence o średnicy 4,9 km.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Na łamach PNAS (Proceedings of the National Academies of Sciences) opublikowano właśnie artykuł The abundance, biomass, and distribution of ants on Earth, w którym naukowcy z Niemiec, Australii, Chin i Francji odpowiadają na pytanie o liczbę mrówek żyjących na Ziemi.
      Pytanie wydaje się mało poważne, jak na tak poważne wydawnictwo, jednak – jak podkreślają autorzy badań – znajomość rozkładu i liczebności organizmów jest podstawą do zrozumienia ich roli w ekosystemie. Mrówki żyją niemal na całej Ziemi, ich rolę trudno przecenić, a mimo to dotychczas nie znaliśmy ich liczebności. Na szczęście właśnie ją poznaliśmy.
      Autorzy artykułu przeanalizowali dane z 489 badań nad mrówkami. Obejmowały one wszystkie kontynenty, główne biomy i habitaty. Na tej podstawie uczeni oszacowali, że liczba mrówek wynosi 20 x 1015 czyli 20 000 000 000 000 000, to 20 biliardów osobników. I są to ostrożne szacunki.
      Taka liczba mrówek odpowiada biomasie około 12 milionów ton suchego węgla. To więcej niż biomasa wszystkich dzikich ptaków i ssaków oraz około 20% biomasy wszystkich ludzi.
      Naukowcy określili też dystrybucję różnych mrówek w różnych ekosystemach. To niezwykle ważna wiedza. Każdego roku mrówki przemieszczają do 13 ton ziemi na każdy hektar. Mają więc olbrzymi wpływ na obieg składników odżywczych i odgrywają decydującą rolę w dystrybucji nasion, mówi Patrick Schultheiss.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Już za tydzień, 26 września, przez całą noc będziemy mogli cieszyć się wyjątkowym widokiem Jowisza. Planeta znajdzie się w wielkiej opozycji, a to oznacza, że będzie doskonale widoczna. Wystarczy dobra lornetka by zaobserwować charakterystyczne barwne pasy planety i trzy z czterech księżyców galileuszowych. To największe księżyce Jowisza, które Galileusz odkrył w 1610 roku.
      Opozycja ma miejsce, gdy dwa ciała oglądane z Ziemi znajdują się naprzeciwko siebie. Najczęściej mówimy tutaj o opozycji obserwowanego ciała do Słońca. Opozycja Jowisza, a zatem sytuacja gdy Słońce i Jowisz znajdują się po przeciwnych sobie stronach Ziemi, zachodzi co 13 miesięcy. Jowisz wydaje się wówczas jaśniejszy i większy. Tym razem jednak opozycja będzie wyjątkowa, gdyż jednocześnie Jowisz będzie w peryhelium, czyli najbliższym Słońcu punkcie swojej orbity. Będziemy więc mieli do czynienia z wielką opozycją, zwaną też wielkim zbliżeniem, które ma miejsce co kilkanaście lat. Tym razem jednak Jowisz podczas opozycji znajdzie się najbliżej Ziemi od 70 lat.
      Opozycja Jowisza rzadko zbiega się z jego peryhelium. Dlatego warto poświęcić część nocy na obserwacje. Jowisz będzie jednym z najjaśniejszych – a może nawet najjaśniejszym – obiektem na nocnym niebie. Zaraz po Księżycu, rzecz jasna.
      Na kolejne wielkie zbliżenie Jowisza trzeba będzie poczekać do 2 października 2034 roku. Jednak wówczas planeta będzie o 700 000 kilometrów dalej od Ziemi niż przy obecnym wielkim zbliżeniu.
      Jowisz bardzo interesuje naukowców. Obecnie planeta jest badana przez misję Juno. Została ona wystrzelona w 2011 roku i dotarła do planety w roku 2016. Początkowo planowano, że cała misja potrwa 7 lat. Juno pracuje już 11 lat a niedawno NASA przedłużyła jej misję do roku 2025. Na rok 2024 zaplanowano wystrzelenie misji Europa, która ma badać jeden z księżyców galileuszowych – Europę.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Naukowcy z Politechniki Federalnej w Zurychu (ETH Zurich) znaleźli pierwszy jednoznaczny dowód, że na Księżycu znajdują się gazy szlachetne pochodzące z płaszcza Ziemi. To niezwykle ważne odkrycie, które lepiej pozwala zrozumieć, jak powstał Księżyc oraz – być może – inne ciała niebieskie. Jest ono też silnym potwierdzeniem dominującej obecnie teorii wielkie zderzenia mówiącej, że naturalny satelita naszej planety pojawił się w wyniku kolizji Ziemi z planetą wielkości Marsa.
      W ramach pracy nad doktoratem Patrizia Will z ETH Zurich analizowała przekazane jej przez NASA sześć próbek meteorytów znalezionych na Antarktydzie. Meteoryty składały się ze skał bazaltowych powstałych w wyniku szybkiego schłodzenia magmy wypływającej z wnętrza Księżyca. Co ważne, takich warstw bazaltu było wiele, dzięki czemu te wewnętrzne były dobrze chronione przed promieniowaniem kosmicznym i wiatrem słonecznym. W wyniku chłodzenia powstało m.in. szkło. Will i jej współpracownicy zauważyli, że w cząstkach szkła są ślady helu i neonu pochodzących z wnętrza Księżyca.
      Noble Gas Laboratory na ETH Zurich posiada najczulszy na świecie spektrometr zdolny do wykrycia minimalnych ilości helu i neonu. Dzięki niemu uczeni mogli wykluczyć, by badane przez nich gazy powstały na Księżycu w wyniku oddziaływania promieniowania kosmicznego czy wiatru słonecznego. Jak wynika z ich badań, jedynym źródłem tych gazów może być płaszcz Ziemi.
      Badania Szwajcarów to zapewne dopiero początek. Teraz, gdy pokazali oni jak i gdzie szukać gazów szlachetnych meteorytach, rozpocznie się wyścig badaczy w celu ich identyfikacji, mówi jeden z najwybitniejszych ekspertów w tej dziedzinie, profesor Henner Busemann. Uczony sądzi, że wkrótce naukowcy postarają się znaleźć znacznie trudniejsze do zidentyfikowania ksenon i krypton. Będą też szukali wodoru i halogenków. Bardzo dobrze byłoby się dowiedzieć, jak niektóre z tych gazów szlachetnych przetrwały gwałtowny proces formowania się Księżyca. Taka wiedza pozwoli geochemikom i geofizykom na stworzenie nowych nowych modeli pokazujących, w jaki sposób mogły formować się planety w Układzie Słonecznym i poza nim, mówi Busemann.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...