Élet és tudomány

Földünk korai kizöldülése

Megjelent az Élet és tudomány 2009. júliusi számában

Írta: Gajzágó Éva

A Föld eddigi 4,5 milliárd éves történetében számos fordulópontot ismerünk. Például a meteoritbombázás, az éghajlat vagy a légkör összetételének megváltozása drámai módon befolyásolta az élővilág fejlődését: életformák tömeges eltűnéséhez vagy épp ellenkezőleg, az elburjánzásához vezetett. Az egyik legnagyobb ilyen változás a mintegy 540 millió évvel ezelőtti kambriumi robbanás, amelynek során a  a legkülönfélébb soksejtű (állati) életformák ősei, a férgektől az ízeltlábúakon át a gerincesekig, szinte egy csapásra tömegesen jelentek meg és terjedtek el bolygónkon.

Miközben a kutatók abban egyetértenek, hogy a ma élő (állati) életformák java részének eredete erre az időszakra vezethető vissza, az mindmáig homályban maradt, hogy ténylegesen mi vezetett erre az áttörésre. Most az Arizonai Egyetem kutatóinak az L. Paul Knauth geológusprofesszor vezette csapata a Nature-ben megjelent tanulmányában olyan eredményekről számol be, amelyek végre megoldhatják ezt a már Darwinnak is komoly fejtörést okozó régi rejtélyt.
A kutatók szerint már a kambriumi (népesség)robbanást megelőző időszakban, mintegy 700 millió évvel ezelőtt, a prekambrium végén, olyan változások mentek végbe az élővilágban, amelyek eredményeként jelentős mértékben megváltozott a talaj és a légkör összetétele, ami megteremtette az alapját az összetettebb életformák kifejlődésének.
A Knauth és munkatársa, Martin Kennedy (Kaliforniai Egyetem, Riverside) vezette kutatócsoport a kambriumi robbanást megelőző, egymilliárd évvel ezelőtt kezdődött neoproterozoikumban képződött üle­dékes mészkőrétegek izotópösszetételéről eddig felgyűlt hatalmas adatállomány összehasonlító elemzésével jutott erre a következtetésre.
„Ebben az időszakban egy szintén robbanásszerű, ám eddig nem felismert fejlődés ment végbe az élővilágban, amelynek eredményeképpen a Föld valósággal kizöldült, a fotoszintetizáló élőlények tömeges elterjedése révén az oxigén feldúsult a légkörben, ami utat nyitott a fejlettebb növényi és állati életformák kifejlődésének” – mondta Knauth.
Knauth és Kennedy lényegében korábbi vizsgálatokban felgyülemlett adatokat elemeztek, de egy tágabb szempontrendszerben. Míg korábban a kutatók a mészkőrétegek elemzése során csak a szénizotópok gyakoriságának változásaira összpontosítottak, ők a vizsgálatokat kiterjesztették az oxigén különféle izotópgyakoriságainak ezzel párhuzamos változásaira.
„A mészkőben minden szénatomhoz három oxigénatom kapcsolódik – magyarázta Knauth. – Mi azt is megvizsgáltuk, hogy ezek között a különféle izotópok milyen gyakorisággal jelennek meg. Kiderült, hogy a prekambrium végén kialault rétegekben a C12-es szén-izotóp, valamint az oxigén nehézizotópjának (O18) aránya nagyon hasonlít ahhoz, amit jóval fiatalabb rétegekből is ismerünk. Ez utóbbiak sekély part menti vizekben képződtek, ahová dús vegetációjú területről mosódott be csapadék.”
A több mint három éven át tartó aprólékos elemzés során a kutatókban egy új kép kezdett kialakulni a kambriumi robbanást megelőző időszakról: egy „kizöldülő” világé, amelyben a primitív növények tömeges elterjedése a szárazföldön kulcsfontosságú szerepet játszott.
„Ennek során a talaj összetétele átalakult: a szén lekötésével kiszabadult oxigén a légkörbe került, és az esővízzel bemosódott a part menti vizekbe. A tengervízben oldott oxigén pedig kedvező lehetőségeket teremtett a különféle állatfajok tömeges kifejlődésének és elterjedésének” – magyarázta Knauth.
Mindez azt bizonyítja, hogy a növényzet tömeges elterjedése a szárazföldön jóval korábban megkezdődött, mint azt eddig vélték. Ezek az egyszerű, fotoszintetizáló szervezetek ugyan csak ilyen, közvetett nyomokat hagytak maguk után, ám mintegy 700 millió évvel ezelőtti robbanásszerű elterjedésükkel megnyílt az út a bonyolultabb szervezetek látszólag előzmények nélküli kifejlődése számára.
Forrás:asunews.asu.edu/20090710_cambria­nexplosion