Oksijen Bol Olmadan Önce Kadim Bakteriler Nefes Almaya Başlamıştı
Günümüzde atmosferimizin yaklaşık olarak %21’i oksijenden oluşuyor, ancak her zaman bu kadar bol değildi. Yaklaşık 2.7 milyar yıl önce sucul fotosentez yapan cyanobacteria adı verilen bakteriler oksijen üretmeye başlayarak denizlere saldı. Bu oksijen zamanla atmosferde birikerek 2.4 ile 2.1 milyar yıl önce gerçekleşen Büyük Oksidasyon Olayı (GOE) adı verilen süreci başlattı. Ancak yeni araştırmalar, oksijene bağımlı bakterilerin GOE’den çok daha önce ortaya çıkmış olabileceğini öne sürüyor.
Uluslararası bir araştırma ekibi, dünyanın en eski yaşam biçimlerinden birinin evrimsel ağacını yeniden oluşturdu ve bakterilerin, atmosferimizde bol miktarda oksijen olmadan önce bile oksijene uyum sağlamış olabileceğini ortaya koydu. Bugün Science dergisinde yayımlanan bir çalışmalarında, GOE öncesi çoğu yaşamın oksijene ihtiyaç duymadığı yönündeki varsayımı sorguluyor.
Araştırmacılar, bakteriler için bir evrim ağacı oluşturmak ve oksijene uyum sağladıkları zamanı izlemek için çok disiplinli bir yaklaşım kullandılar. Bu, jeolojik kayıtları, fosil kanıtlarını ve 1000’den fazla çeşitli bakteri genomunu analiz ederek, filogenetik uzlaşma (iki yakın yaşam biçiminin tarihlerini karşılaştırma) uygulayarak ve bilgisayar modellemesiyle yapıldı. Oluşturdukları evrim ağacına göre, modern bakterilerin son ortak atası muhtemelen 4.4 ile 3.9 milyar yıl önce yaşamış.
“Genomik veriler, fosiller ve Dünya’nın jeokimyasal tarihi kullanılarak elde edilen bu birleşik yaklaşım, fosil kaydı olmayan mikrobiyal gruplar için evrimsel zaman çizelgelerine yeni bir netlik sağlıyor,” diyor çalışmanın ortak yazarı ve Okinawa Bilim ve Teknoloji Yüksek Lisans Üniversitesi’nden evrimsel biyolog Gergely Szöllősi, bir üniversite açıklamasında.
Sonuçlar, bazı oksijene bağımlı bakterilerin 3.22 ila 3.25 milyar yıl önce, yani GOE’den önce ortaya çıktığını gösteriyor. Muhtemelen bu bakteriyel soylar, cyanobacteria’nın atalarıydı; bu da onların fotosentez geliştirmeden önce küçük miktarda oksijeni metabolize edebilme yeteneği kazandıklarını gösteriyor. Aslında, araştırma oksijene uyum sağlamanın cyanobacteria’nın fotosentetik yeteneklerinin evrimi üzerinde kritik bir rol oynamış olabileceğini ve bu bağlamda GOE sırasında Dünya’nın atmosferindeki değişiklikleri etkilediğini öne sürüyor.
Ekip, “Bu yaklaşım oksijenli metabolizmaların yayılmasını çalışmak için iyi çalışıyor ve gezegenin değişken ortamıyla etkileşime geçen diğer özelliklerin nasıl ortaya çıktığını keşfetmek için de kullanışlı olabilir,” diyor çalışmanın ortak yazarı ve Bristol Üniversitesi’nden hesaplamalı evrimsel biyolog Tom Williams.
Çalışma, bugün keyfini çıkardığımız atmosferin milyarlarca yıllık mikrobiyal aktiviteyle şekillendiğinin de bir hatırlatıcısı niteliğinde.
