Як одноклітинний організм ледь не знищив життя на Землі

Увага: Через позицію правовласника щодо вмісту дане відео українською було видалене з Ютуб каналу "Цікава наука". Ви зможете знайти його на Толоці.

Існує організм, який змінив світ.
Він спричинив обидва найперших масових вимирання в історії Землі.
А також проклав дорогу до складних форм життя.
Як?
Випустивши перші вільні молекули кисню в атмосферу, бувши при цьому одноклітинним організмом.
Їх називають ціанобактерії.
І історія цих простих організмів, у яких немає ні ядра, ні будь-яких інших органел, це — найважливіший розділ в історії життя на Землі.
Атмосфера Землі не завжди була багатою киснем, як тепер.
3,5 мільярда років тому атмосфера в основному складалася з азоту, діоксиду вуглецю і метану.
Майже весь кисень був зв’язаним у молекулах на кшталт води, а не входив до складу повітря.
Океани населяли анаеробні мікроорганізми.
Це прості одноклітинні форми життя, які процвітають без кисню, а енергію отримують поглинаючи молекули, які вони знаходять.
Але десь між 2,5 і 3,5 мільярдами років тому один з цих видів мікроорганізмів, ймовірно плаваючий на поверхні океану, розвинув нову здатність — фотосинтез.
Структури в їхній клітинній мембрані могли використовувати енергію сонячного світла, щоб перетворити діоксид вуглецю та воду в газоподібний кисень і цукри, які вони могли використовувати для отримання енергії.
Ці організми були предками тих, кого ми сьогодні називаємо ціанобактеріями.
Їхній блакитний відтінок викликаний синьо-зеленими пігментами, які поглинають необхідне їм сонячне світло.
Фотосинтез дав цим давнім бактеріям величезну перевагу перед іншими видами.
Тепер вони могли виробляти власну енергію з майже невичерпної кількості інгредієнтів.
Тому їх популяція різко збільшилася і вони стали забруднювати атмосферу новим продуктом життєдіяльності — киснем.
Спочатку весь додатковий вільний кисень зв’язувався в хімічних реакціях з залізом, або поглинався клітинами, що розкладалися.
Але через декілька сотень мільйонів років ціанобактерії виробляли кисень швидше, ніж він міг бути поглинений.
І цей газ почав накопичуватися в атмосфері.
Це було великою проблемою для інших мешканців Землі.
Збагачене киснем повітря фактично було отруйним для них.
І який результат?
Близько 2,5 мільярдів років тому сталося масове вимирання майже усіх видів на Землі.
На межі зникнення були й ціанобактерії.
Геологи називають цю подію "кисневою революцією", або "кисневою катастрофою".
Але це була не єдина проблема.
Метан, будучи потужним парниковим газом, утримував тепло на Землі.
Але тепер додатковий кисень реагував з метаном, утворюючи вуглекислий газ і воду, які не втримують стільки ж тепла.
Послаблення парникового ефекту призвело до першого і, можливо, найдовшого льодовикового періоду на Землі — Гуронсього зледеніння.
Впродовж декількох сотень мільйонів років планета була фактично величезною сніжкою.
Зрештою життя пристосувалося.
Аеробні організми, здатні використовувати кисень для отримання енергії, почали поглинати частину надлишкового газу з атмосфери.
Концентрація кисню зростала і знижувалася, доки не досягла приблизно 21%, що ми маємо сьогодні.
Здатність використовувати кисень в процесах синтезу енергії дала організмам поштовх, який був їм необхідний для породження різноманіття і розвитку складніших форм.
Ціанобактерії зіграли свою роль і в цій історії.
Сотні мільйонів років тому деякі інші доісторичні мікроби поглинали ціанобактерії цілком в процесі під назвою ендосімбіоз.
При цьому цей мікроб отримував власну фабрику фотосинтезу.
Це був предок рослинних клітин.
А ціанобактерії стали хлоропластами — органелами, які забезпечують фотосинтез сьогодні.
Ціанобактерії, як і раніше, можна знайти майже в кожному середовищі на Землі — в океанах, в прісній воді, в ґрунті, в антарктичних скелях, на хутрі лінивця.
Вони, як і раніше, наповнюють атмосферу киснем і, до того ж поглинають з неї азот, щоб живити рослини, які вони допомогли створити.
Ми не уявляємо життя на Землі без них.
Але, з іншого боку, через них ми одного разу ледь не позбулися усього життя на Землі.