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
      Very Large Telescope zauważył sześć galaktyk zgromadzonych wokół supermasywnej czarnej dziury z czasów, gdy wszechświat liczył sobie mniej niż miliard lat. Po raz pierwszy zauważono takie zgrupowanie z czasów tak nieodległych od Wielkiego Wybuchu. Odkrycie pomaga lepiej zrozumieć, w jaki sposób supermasywne czarne dziury mogą powstawać i ewoluować tak szybko.
      Głównym celem naszych badań było lepsze zrozumienie jednych z najbardziej niezwykłych obiektów astronomicznych – supermasywnych czarnych dziur istniejących już we wczesnym wszechświecie. Dotychczas nikt nie potrafi dobrze wyjaśnić ich istnienia, mówi główny autor badań, Marco Mignoli z Narodowego Instytutu Astrofizyki w Bolonii.
      Nowe obserwacje ujawniły istnienie galaktyk znajdujących się w okolicach supermasywnej czarnej dziury, a całość otoczona jest „pajęczą siecią” gazu rozciągającego się na obszarze 300-krotnie większym niż obszar Drogi Mlecznej. Olbrzymia ilość gazu zasila zarówno galaktyki, jak i czarną dziurę. Naukowcy szacują, że czarna dziura ma masę miliarda mas Słońca, a otaczająca całość gazowa struktura powstała, gdy wszechświat liczył sobie zaledwie 900 milionów lat.
      Obecnie uważa się, że pierwsze czarne dziury powstały z pierwszych gwiazd, które się zapadły. Musiały one błyskawicznie ewoluować, skoro po 900 milionach lat istnienia wszechświata osiągały masę miliarda Słońc. Astronomowie mają jednak problemy z wyjaśnieniem tej ewolucji. Takie czarne dziury musiałyby bowiem bardzo szybko wchłaniać olbrzymie ilości materii. Odkrycie galaktyk otaczających czarną dziurę i spowijającej wszystko sieci gazu może wyjaśniać tę błyskawiczną ewolucję.
      Powstaje jednak pytanie, w jaki sposób dochodzi do tworzenia się „pajęczej sieci” gazu. Astronomowie sądzą, że bierze w tym udział ciemna materia. To ona przyciąga gaz, który tworzy olbrzymie struktury, wystarczające, by wyewoluowały z nich zarówno galaktyki, jak i czarne dziury.
      Nasze badania wspierają hipotezę mówiącą, że najbardziej odległe masywne czarne dziury tworzą się i rosną w masywnym halo ciemnej materii. Dotychczas takich struktur nie wykrywaliśmy, gdyż ograniczały nas nasze możliwości obserwacyjne, wyjaśnia współautor badań Colin Norman z Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa. Zaobserwowane teraz galaktyki są jednymi z najsłabiej świecących, jakie udało się zarejestrować.  Aby je zauważyć, konieczne były wielogodzinne obserwacje za pomocą jednych z najpotężniejszych teleskopów optycznych. Dzięki temu uczeni dowiedli też, że istnieje związek pomiędzy czterema galaktykami, a czarną dziurą
      Sądzimy, że obserwujemy wierzchołek góry lodowej. Że te galaktyki, które widzimy, są najjaśniejszymi, jakie się tam znajdują, przyznaje Barbara Balmaverde z Narodowego Instytutu Astrofizyki w Turynie.
      Pozostaje tylko mieć nadzieję, że jeszcze większe teleskopy optyczne, jak budowany właśnie Extremely Large Telescope, pozwolą dostrzec więcej szczegółów.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Astronomowie korzystający z Very Long Baseline Array (VLBA) dokonali pierwszego w historii bezpośredniego geometrycznego pomiaru odległości do magnetara znajdującego się w Drodze Mlecznej. Pomiar ten pomoże stwierdzić, czy magnetary są źródłem tajemniczych szybkich błysków radiowych (FRB).
      Magnetary to odmiana gwiazd neutronowych. Te bardzo gęste obiekty charakteryzują się niezwykle silnym polem magnetycznym. Pole magnetyczne typowego magnetara może być bilion razy silniejsze niż pole magnetyczne Ziemi. Wiadomo też, że magnetary emitują silne impulsy promieniowania rentgenowskiego i gamma, przez co od pewnego czasu podejrzewa się, że to właśnie one mogą być źródłami FRB.
      Odkryty w 2003 roku magnetar XTE J1810-197 jest jednym z zaledwie sześciu takich obiektów, o których wiadomo, że emitują impulsy w paśmie radiowym. Emisję taką notowano w latach 2003–2008, później magnetar ucichł, a w grudniu 2018 roku znowu zaczął emitować sygnał.
      Grupa naukowców wykorzystała VLBA do obserwacji XTE J1810-197 najpierw od stycznia do listopada 2019, a później w marcu i kwietniu bieżącego roku. Dzięki temu możliwe było obserwowanie obiektu z dwóch przeciwległych stron orbity Ziemi wokół Słońca. To zaś pozwoliło na zarejestrowanie paralaksy, czyli niewielkiej pozornej zmiany położenia obiektu względem tła.
      Po raz pierwszy udało się wykorzystać paralaksę do pomiaru odległości od magnetara. Okazało się, że to jeden z najbliższych magnetarów. Znajduje się w odległości około 8100 lat świetlnych dzięki czemu jest świetnym obiektem dla przyszłych badań, mówi Hao Ding, student z australijskiego Swinburne University of Technology.
      Niedawno, 28 kwietnia, inny magnetar – SGR 1935+2154 – wyemitował najsilniejszy sygnał radiowy, jaki kiedykolwiek zarejestrowano w Drodze Mlecznej. Co prawda nie był on tak silny jak FRB pochodzące z innych galaktyk, jednak wydarzenie to tym bardziej sugeruje, że magnetary mogą być źródłem FRB.
      Większość znanych nam FRB pochodzi spoza Drogi Mlecznej. To niezwykle silne, trwające milisekundy sygnały o nieznanym źródle. Są na tyle niezwykłe, że muszą powstawać w bardzo ekstremalnych środowiskach. Takich jak np. magnetary.
      Dzięki dokładnemu poznaniu odległości do magnetara, możemy precyzyjnie obliczyć siłę sygnału radiowego, który emituje. Jeśli pojawi się coś podobnego do FRB pochodzącego XTE J1810-197, będziemy wiedzieli, jak silny to był impuls. FRB bardzo różnią się intensywnością, więc badania magnetara XTE J1810-197 pozwolą nam stwierdzić, czy jego emisja jest zbliżona do zakresu FRB, wyjaśnia Adam Deller ze Swinburne.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Za cztery dni w pobliżu Ziemi pojawi się asteroida 2011 ES4. Może przelecieć bardzo blisko naszej planety. Znacznie bliżej niż odległość pomiędzy Księżycem a Ziemią. Obecnie jej przelot przewidywany jest na 1 września. Wtedy to może się ona znaleźć w odległości od 0,32 do 0,19 odległości Księżyca. Może zatem minąć Ziemię w odległości zaledwie ok. 120–72 tysięcy kilometrów. Wielkość obiektu to 22–49 metrów.
      2011 ES już wielokrotnie zbliżała się do Ziemi. Po raz pierwszy wykryto ją w 2011 roku, gdy znajdowała się w odległości około 5 milionów kilometrów od planety. Przez cztery dni prowadzono jej obserwacje i na tej podstawie określono ówczesną oraz przeszłe i przyszłe jej orbity. Z przeprowadzonych obliczeń wynika, że od 1987 roku asteroida nigdy nie była tak blisko Ziemi, jak ma się znaleźć obecnie.
      Wiemy, że 2011 ES okrąża Słońce w ciągu około 415 dni. Jej peryhelium to 0,83 j.a., a aphelium wynosi 1,35 j.a. Przez większość zbliżania się do Ziemi asteroida będzie znajdowała się blisko Słońca, więc będzie niewidoczna. Sytuacja poprawi się w ostatnich dniach, więc niewykluczone że już można ją obserwować na nocnym niebie.
      Niepewność co do czasu przelotu i orbity asteroidy jest na tyle duża, że nie można wykluczyć, że już niezauważenie minęła ona Ziemię i to w znacznie większej odległości, niż przewidywano.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Do jutra ludzkość zużyje tyle zasobów, ile Ziemia wyprodukuje do końca bieżącego roku. Earth Overshoot Day, to dzień, w którym w danym roku ludzie zużywają całość zasobów, jakie planeta jest w stanie w tym roku zastąpić. Od lat 70. ubiegłego wieku dzień ten zwykle następuje coraz wcześniej. Tym razem, z powodu pandemii, Earth Overshoot Day nastąpił później niż w roku ubiegłym.
      Organizacja Global Footprint Network, która wylicza, kiedy nastąpi Earth Overshoot Day stwierdziła, że w bieżącym roku nastąpi on 22 sierpnia. W ubiegłym roku przypadł on na 29 lipca. To zaś oznacza, że ludzkość zużyła o 9,3% zasobów mniej, niż w roku ubiegłym.
      Jednak, jak mówi prezydent Global Footprint Network Mathis Wackernagel, nie mamy czego świętować. Taki stan rzeczy osiągnęliśmy nie dlatego, że tak zaplanowaliśmy, ale dlatego, iż wydarzyła się katastrofa.
      Earth Overshoot Day jest wyliczany z uwzględnieniem całego ludzkiego zapotrzebowania na żywność, energię, domy i drogi. Na tej podstawie specjaliści wyliczają, że obecnie ludzkość zużywa o 60% więcej zasobów, niż Ziemia jest w stanie odnowić. To jest tak, jak z pieniędzmi. Możemy wydawać więcej, niż mamy, ale nie może to trwać wiecznie, mówi Wackemagel.
      Przedstawiciele Global Footprint Network mówią, że pandemia pokazała, iż ludzkość jest w stanie w krótkim czasie zmienić swoje zwyczaje dotyczące konsumpcji. To bezprecedensowa okazja, by zastanowić się nad naszą przyszłością.
      Jak zauważył szef WWF International, pandemia pokazała, jak bardzo marnotrawny, niszczący i niemożliwy do utrzymania jest nasz stosunek do natury. Wezwał do podjęcia działań, które spowodują, że rozwój gospodarczy nie będzie wiązał się z degradacją środowiska. Możemy się rozwijać, ale nie kosztem planety, gdyż wiemy, że kryzys planety oznacza kryzys społeczeństwa, a zatem i kryzys gospodarczy.

      « powrót do artykułu
×
×
  • Create New...