Sciencemag.cz
Doporučujeme
Se vznikem pozemské kyslíkové atmosféry je zdánlivě všechno jasné. Vytvořily ji fotosyntetizující organismy, nicméně v atmosféře se kyslík začal hromadit až se zpožděním, protože nejprve se spotřebovával na oxidaci sloučenin železa a manganu rozpuštěných v oceánech (nižší oxidační stupně rozpustné, vyšší ne). Nicméně i potom hladina kyslíku v atmosféře různě kolísala, na dnešní hodnoty vystoupila až někdy v pozdním prekambriu nebo kambriu, více než dnes ho zase bylo v karbonu a permu.
Nová hypotéza, kterou navrhli vědci z MIT, předpokládá, že kyslík se v atmosféře začal konečně hromadit v důsledku činnosti živých organismů – tím se přitom ovšem nemyslí samotná fotosyntéza, ale naopak spotřebovávání kyslíku na oxidaci organické hmoty. Po dlouhou dobu, řekněme tak před 3,5 až 2 miliardami let, se veškerý vznikající kyslík stíhal spotřebovávat. V určitý okamžik se však objevila organická hmota, kterou jiné organismy „prodýchat“ nedokázaly, nebo alespoň ne plně. Částečně zoxidovaná organická hmota (partially-oxidized matter) se pak chemicky vázala na minerály v sedimentu způsobem, který materiál chránil před další oxidací. Kyslík, který by se jinak spotřeboval na úplnou degradaci organického materiálu, se pak místo toho začal hromadit v mořské vodě a atmosféře, dokud se nevytvořila nová rovnováha.
Kandidátem, který by mohl odpovídat za příslušný mechanismus, je podle studie skupina mikrobů, která dnes v hlubokém oceánu oxiduje organické látky právě takto pouze částečným způsobem. Tito mikrobi patří do skupiny bakterií SAR202 a oxidaci provádějí prostřednictvím enzymu Baeyer-Villigerova monooxygenáza (BVMO). Pomocí fylogenetické analýzy dospěli autoři studie k závěru, že předkové těchto mikrobů existovali již před obdobím vzestupu kyslíku a až do této doby lze zřejmě klást i existenci genu pro příslušný enzym. Navíc výzkumníci zjistili, že diverzifikace genu, neboli počet druhů, které gen získaly, se výrazně zvyšovala v dobách, kdy atmosféra zažívala prudké nárůsty kyslíku (i druhá událost v pozdním prekambriu).
Oxidative metabolisms catalyzed Earth’s oxygenation, Nature Communications (2022).
Zdroj: Massachusetts Institute of Technology / Phys.org a další
