دانشمندان با بررسی سنگواره‌هایی به قدمت ۱.۹ میلیارد سال، تصویری سه‌بعدی از سلول‌های باکتری‌مانند آن زمان به دست آورده و فهمیده‌اند که در زمین اولیه هوا بسیار سمی بوده و بوی تخم مرغ گندیده می‌داده است.

عرفان خسروی: زمین اولیه بوی تخم‌مرغ گندیده می‌داده و نه تنها برای من و شما جای خوشایندی نبوده، بلکه بسیار سمی بوده است. دانشمندان با استفاده روش‌های تصویربرداری نوین سنگواره‌هایی به قدمت ۱.۹ میلیارد سال را بررسی کرده‌اند و توانسته‌اند تصویری سه‌بعدی از سلول‌های باکتری‌مانند آن زمان به دست آورند، سپس از روی این سلول‌ها پی به بوی گند ناشی از آن‌ها برده‌اند.

این سنگواره‌ها از صخره‌هایی در نزدیکی دریاچه سوپریور (Superior) در کانادا به دست آمده‌اند. پژوهشگرانی که روی این سنگواره‌ها کار می‌کنند توانستند بقایای سلول‌های باسیل‌مانندی پیدا کنند که روی اسکلت خارجی یک باکتری بزرگ‌تر جشن گرفته‌‌اند. باکتری بزرگ‌تر به نظر این پژوهشگران چیزی شبیه باکتری سبز-آبی (سایانوباکتر) امروزی موسوم به Gunflintia (برگرفته از gunflint یا چخماق) است. این سایانوباکتر که امروزه در کانادا و استرالیا پیدا می‌شود، یکی از نخستین اکسیژن‌سازهای کره زمین بوده است که با فتوسنتز و آزادکردن اکسیژن شرایط تکامل حیات روی کره زمین را به سمتی سوق داد که موجوداتی هوازی چون خود ما بتوانیم روی زمین تکامل یابیم و زندگی کنیم.

اما این سنگواره میکروسکوپی جدید چیزی بیش از لاشه‌های اجداد این سایانوباکترها در بر دارد. این سنگواره شامل باکتری‌های باسیل مانندی است که به سایانوباکتر بزرگتر حمله‌کرده‌اند و دارند اسکلت خارجی‌اش را می‌خورند. در عکس فوق، سنگواره این باسیل‌ها در حال خوردن لاشه سایانوباکتر دیده می‌شود. اما برای خوردن این اسکلت خارجی نیاز به یون‌های سولفات دارند تا با آزادکردن اکسیژن این یون‌های سولفات، بتوانند اسکلت خارجی سایانوباکتر را هضم کنند. این باسیل‌های باستانی به این ترتیب مقدار زیادی هم دی‌اکسیدکربن آزاد می‌کردند که به جو زمین می‌رفت و باعث گرم‌شدن و گرم‌ماندن دمای زمین می‌شد. سایانوباکترها از همین دی‌اکسیدکربن استفاده می‌کردند تا در ترکیب با مولکول‌های آب و گرفتن انرژی خورشید، مولکول‌های قند درست کنند و اکسیژن آزاد کنند. به این ترتیب یک چرخه کامل زیستی که انرژی آن را نور خورشید تأمین می‌کرد به وجود آمده بود که پس از نزدیک دو میلیارد سال به مهم‌ترین چرخه زیستی کره زمین تبدیل شده است؛ یعنی گیاهانی که مرده‌ریگ سایانوباکترها هستند با کمک انرژی خورشید آب را با دی‌اکسیدکربن ترکیب می‌کنند و قند و اکسیژن می‌سازند، جانوران هم قند را از گیاه و اکسیژن را از هوا می‌گیرند و به جای آن آب و دی‌اکسید کربن به هوا پس می‌دهند.
اما چرخه زیستی باکتری‌های باستانی ما یک فرآورده جانبی دیگر هم داشت: سولفید هیدروژن که گازی سمی و بدبوست. البته احتمالاً همه‌جای زمین سرشار از بوی گند این ماده نبوده، ولی اگر به زمین دو میلیارد سال پیش می‌رفتید، احتمالاً قبل از این که بر اثر کمبود اکسیژن بمیرید، از بوی گند رقیقی که در هوا پراکنده بود آزرده خاطر می‌شدید.
این اکتشاف قدیمی‌ترین شاهد عینی تغذیه موجودی توسط موجودی دیگر است. با این که شواهد بیوشیمیایی از خورده‌شدن سلول‌ها توسط همدیگر در 3.5 میلیارد سال پیش وجود دارد، اما قدیمی‌ترین مدرک عینی که یک صحنه شکار ماقبل تاریخ تمام عیار را نشان می‌دهد، همین سنگواره است. نتیجه این پژوهش در شماره جدید مجله PNAS منتشر شده است. اگر دوست دارید مقاله اصلی را بخوانید، این‌جا  را ببینید.
سنگواره این باکتری‌ها برای نخستین بار حدود 60 سال پیش در سنگ‌های چخماق کشف شده بود. وقتی داروین درباره منشاء حیات روی زمین صحبت می‌کرد، اعتقاد داشت حیات روی زمین باید میلیاردها سال قدمت داشته باشد، ولی یکی از مشکلات کارش این بود که قدیمی‌ترین سنگواره‌های شناخته‌شده در آن زمان به حدود 500 میلیون سال پیش بازمی‌گشتند، اما کشف سنگواره باکتری‌ها درون سنگ‌های چخماق موجب شد تا سن قدیمی‌ترین آثار حیات حیات به نزدیک دو میلیارد سال برسد. اکنون پس از 60 سال این سنگ‌های آتش‌زنه هنوز می‌توانند جرقه‌هایی گیرا در پنبه علم و دانش بیافکنند و دانشمندان را متعجب کنند.
یکی دیگر از نکات جالب این سنگواره‌ها این است که نشان می‌دهد باسیل‌های باکتری‌خوار به خوردن سایانوباکترها علاقه داشته‌اند و سراغ یک باکتری دیگر که در همان جا زندگی می‌کرد، نرفته‌اند. باسیل‌ها اسکلت‌های خارجی سایانوباکترها را سوراخ‌سوراخ می‌کردند و در بعضی جاها بر اثر فعالیت آن‌ها کانی پایرایت (طلای احمق‌ها) که همان سولفید آهن است به جا می‌ماند. در حقیقت بیشتر پایرایت روی زمین که خاطر جلا و رنگ طلایی‌اش با طلا اشتباه گرفته می‌شود، حاصل فعالیت باکتری‌هایی است که از موجودات دیگر تغذیه می‌کنند و یون‌های سولفات را در واکنش‌های شیمیایی کاهش می‌دهند. شاید دلیل این که این باسیل‌ها سراغ سایانوباکتر رفته‌اند این بوده که سایانوباکتر اسکلت خارجی بهتری برای هضم و تجزیه داشته، درحالی که گونه دیگر باکتری که مورد حمله قرار نگرفته، پوششی مومی داشته که امکان حمله به آن وجود ندارد.
اما این پژوهش یک نتیجه مهم دیگر هم دارد و آن این که اهمیت بازآوری نمونه از سیاره سرخ را گوشزد می‌کند. تا وقتی که نتوانیم نمونه‌های صخره‌ای مریخ را زیر میکروسکوپ‌های الکترونی بررسی کنیم، نمی‌توانیم درباره گذشته این سیاره و حیات احتمالی روی آن اظهار نظری دقیق داشته باشیم.

5353

کد خبر 290902

برچسب‌ها

نظر شما

شما در حال پاسخ به نظر «» هستید.
1 + 13 =