Gli scienziati in uno studio hanno suggerito un nuovo meccanismo mediante il quale l’ossigeno potrebbe essersi accumulato inizialmente nell’atmosfera. I primi 2 miliardi della nostra Terra c’era a malapena ossigeno nell’aria. Mentre i primi microbi attuano la fotosintesi, l’ossigeno ancora non si era accumulato abbastanza per avere un impatto sulla biosfera globale.
Tuttavia circa 2,5 miliardi di anni fa questo equilibrio stabile e a basso di contenuto d’ossigeno si è spostato e l’ossigeno comincia ad accumularsi nell’atmosfera, raggiungendo i livelli di sostentamento che conosciamo noi oggi. Questa infusione è denominata come Grande Evento di Ossigenazione; ciò che ha innescato tutto ciò è ancora uno dei grandi misteri della scienza.
L’ossigenazione della Terra potrebbe essere stata innescata dai microbi e i minerali
Il MIT ha proposto una nuova ipotesi suggerendo che l’ossigeno ha iniziato ad accumularsi nell’atmosfera grazie all’interazione dei microbi marini e minerali nei sedimenti oceanici. Queste interazioni hanno aiutato a prevenire il consumo di ossigeno, innescando un processo di autoamplificazione in cui si rende disponibile sempre più ossigeno. I ricercatori hanno esposto quest’ipotesi utilizzando analisi matematiche che dimostravano nell’effettivo l’esistenza di microbi, che erano vissuti prima di questo evento, che avevano sviluppato la capacità di interagire con i sedimenti.
Questo studio è stato il primo che mette in relazione la coevoluzione dei microbi e l’ossigenazione della Terra. I livelli di ossigeno odierni nell’atmosfera sono un equilibrio stabile tra i processi che producono ossigeno e quelli che lo consumano. Prima del GOE, l’atmosfera manteneva un diverso tipo di equilibrio, con produttori e consumatori di ossigeno in equilibrio, ma in un modo che non lasciava molto ossigeno extra per l’atmosfera. Cosa potrebbe aver spinto il pianeta da uno stato povero ad uno ricco di ossigeno? Questi salti non possono essere dovuti a un graduale aumento dell’eccesso di ossigeno. Ci deve essere stato un circolo vizioso che ha causato questo cambiamento di stabilità.
Si è fatta luce su uno dei misteri ancora irrisolti della scienza
I ricercatori si sono chiesti se questo ciclo potesse derivare da un processo dell’oceano che ha reso non disponibile ai consumatori del carbonio organico. Quest’ultimo viene consumato principalmente attraverso l’ossidazione, solitamente accompagnata dal consumo di ossigeno. Un processo mediante il quale i microbi utilizzano l’ossigeno per abbattere la materia organica. Potrebbe esserci stato un processo mediante il quale la presenza di ossigeno ha stimolato il suo ulteriore accumulo? Se i microbi possedessero la capacità di ossidare solo parzialmente la materia organica, quest’ultima si legherebbe chimicamente ai minerali in modo da proteggere il materiale da un’ulteriore ossidazione. L’ossigeno che altrimenti sarebbe stato consumato per degradare completamente il materiale sarebbe invece libero di accumularsi nell’atmosfera.
Lo studio ha identificato un gruppo di microbi che oggi ossida parzialmente la materia organica nelle profondità oceaniche. Questi microbi appartengono al gruppo batterico SAR202 e la loro parziale ossidazione viene effettuata attraverso un enzima, la monoossigenasi Baeyer-Villiger. Inoltre hanno scoperto che i batteri avevano effettivamente antenati che risalivano a prima del GOE e che il gene dell’enzima poteva essere rintracciato in varie specie microbiche, fin dai tempi pre-GOE. Inoltre, hanno scoperto che la diversificazione del gene, o il numero di specie che hanno acquisito il gene, è aumentato in modo significativo durante i periodi in cui l’atmosfera ha subito picchi di ossigenazione. Per confermare quanto abbiamo detto finora sono necessari ulteriori studi e analisi. Proporre un nuovo metodo e mostrare le sue plausibilità è il primo ma il più importante di una futura serie.
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