Bilim İnsanları, 500 Milyon Yıl Boyunca Dünya’nın İlk Yaşam Formları ile Çevre Arasındaki Etkileşimleri Çözüyor
Atmosfer, okyanus ve Dünya’daki yaşam, son 500 milyon yıl boyunca, ilk organizmaların gelişmesi için koşulları iyileştirecek şekilde etkileşime girdi. Şimdi, disiplinler arası bir bilim insanı ekibi, National Science Review’da yayınlanan bu birlikte evrimsel tarih üzerine bir perspektif makale hazırladı.
Makalenin başyazarı Syracuse Üniversitesi jeokimya profesörü Zunli Lu, “Görevlerimizden biri, son 500 milyon yılda atmosfer ve okyanuslardaki karbondioksit ve oksijenle ilgili en önemli keşifleri özetlemekti” diyor. “Bu fiziksel değişikliklerin okyanustaki yaşamın evrimini nasıl etkilediğini inceledik. Ama bu iki yönlü bir yol. Yaşamın evrimi kimyasal ortamı da etkiledi. Uzun zaman ölçeklerinde yaşanabilir bir Dünya’nın nasıl inşa edildiğini anlamak önemsiz bir görev değil.”
Syracuse Üniversitesi, Oxford Üniversitesi ve Stanford Üniversitesi’nden ekip, yaklaşık 540 milyon yıl önce başlayan mevcut Fanerozoik Eon’da bitkiler ve hayvanlar da dahil olmak üzere eski yaşam formları ile kimyasal ortam arasındaki karmaşık geri bildirimleri araştırdı.
Fanerozoik dönemin başlangıcında atmosferdeki karbondioksit seviyesi yüksek, oksijen seviyesi ise düşüktü. Böyle bir durum birçok modern organizmanın gelişmesi için zor olurdu. Ancak okyanus algleri bunu değiştirdi. Atmosferdeki karbondioksiti emdiler, organik maddeye hapsettiler ve fotosentez yoluyla oksijen ürettiler.
Hayvanların okyanus ortamında yaşama kabiliyeti oksijen seviyelerinden etkileniyordu. Lu, jeokimyasal proksiler ve model simülasyonları kullanarak okyanus oksijen seviyelerinin Fanerozoik boyunca nerede ve ne zaman yükselmiş veya düşmüş olabileceğini araştırıyor. Stanford Üniversitesi’nde yer ve gezegen bilimleri profesörü olan ortak yazar Jonathan Payne, eski bir hayvanın tahmini metabolik gereksinimlerini, fosil kayıtlarında hayatta kaldığı veya kaybolduğu yerlerle karşılaştırıyor.
Fotosentetik algler karbondioksiti düşürmek ve oksijen seviyelerini yükseltmek için atmosferik karbonu tortul kayalara çıkardıkça, alglerin enzimleri karbonu sabitlemede daha az verimli hale geldi. Bu nedenle algler, daha düşük karbondioksit ve daha yüksek oksijen seviyelerinde fotosentez yapmanın daha karmaşık yollarını yaratmak zorunda kaldı ve bunu, fotosentez için kimya üzerinde kontrol sağlayan iç bölmeler oluşturarak başardı.
Oxford’da jeoloji profesörü olan ortak yazar Rosalind Rickaby, “Algler için, gelişmiş fotosentetik verimliliğin anahtarı O2/CO2’nin çevresel oranındaki değişikliklerdir” diyor. “Gerçekten ilgi çekici olan, fotosentetik verimlilikteki bu gelişmelerin birçok yaşam biçimi için yaşanabilirliğin kimyasal zarfını genişletmiş olabileceğidir.”
Lu, antik fotosentezcilerin kendi yarattıkları fiziksel ortamdaki değişikliklere uyum sağlamak zorunda olduklarını belirtiyor. “Fanerozoik tarihinin ilk kısmı yaşam için artan yaşanabilirlik, ikinci kısmı ise adaptasyondur.”
Bilim insanları, yaşam ve fiziksel çevre arasındaki bu etkileşimin yanı sıra yaşanabilirlik üzerindeki itici güçleri ve sınırları daha iyi anlamak istiyorlarsa, yazarlar, okyanus oksijeninin mekansal modellerini, fotosentez için biyobelirteçleri ve fosil kayıtlarında gösterilen hayvanların metabolik toleransını haritalamanın gelecekteki önemli bir araştırma yönü olacağını öne sürüyorlar.
Derleyen: Deniz KAFKAS
Kaynak: Bilim İnsanları, 500 Milyon Yıl Boyunca Dünya’nın İlk Yaşam Formları ile Çevre Arasındaki Etkileşimleri Çözüyor
Asvan’ın Derinliklerinden Çıkan Gizemli Firavun Oymaları: Tarih Yeniden Yazılıyor!
Asvan’ın Derinliklerinden Çıkan Gizemli Firavun Oymaları: Tarih Yeniden Yazılıyor!