Rotace naší planety se v průběhu věků zpomaluje.

Příčinou je vliv Měsíce, který se od Země vzdaluje rychlostí 3,82 centimetry ročně. Při působení gravitačních sil Měsíce a Země naše planeta zpomaluje svoji rotaci. Dá se to přirovnat ke krasobruslařce roztahující paže při piruetě.

Čím dál pomalejší pirueta

Před 1,4 miliardy let trvaly dny pouze 18 hodin a před 70 miliony let v éře dinosaurů 23 a půl hodiny. Momentálně každé století získáváme o 1,8 milisekundy dne navíc.

Poměřováno lidským životem, je to titěrný rozdíl. Avšak má podstatný vliv na náš život. Nový výzkum zveřejněný v odborném magazínu Science, spojuje prodlužující se dny s okysličováním zemské atmosféry. Díky tomu mohly podle amerických a německých vědců sinice vyrobit dostatek kyslíku pro další organismy, které Zemi zabydlely. Včetně lidí.

Mikrobiolog Gregory Dick z Michiganské univerzity a jeho spolupracovníci z Institutu Maxe Plancka pro oceánskou mikrobiologii dospěli ve studii k závěru, že právě zkrácení délky dní stálo za jednou z největších proměn evoluce života na Zemi – za Velkou oxidační katastrofu, která začala zhruba před 2,4 miliardy let.

První živé mikroorganismy na Zemi existovaly již před 3,5 miliardy let, pro většinu z nich byl ale kyslík jedovatý. Během Velké oxidační katastrofy prudce narostl počet sinic, které kyslík produkují jako odpadní produkt.

Vymřela tak většina dosavadních mikroorganismů, avšak šanci dostala menšina organismů používajících kyslík. Evoluce tak chytila druhý dech – bez kyslíku by nejspíš nebylo možné, aby z jednobuněčných živočichů vznikli živočichové mnohobuněční. Tedy i my.

Poděkujte sinicím

Vědci ve svém výzkumu studovali chování konkurujících si sinic a mikrobů, kteří dnes žijí v jezírkách podobných těm z doby před 2,4 miliardami let. Pozorovali přitompomalejší reakcí dobu sinic na počátku nového dne. Zatímco v noci jsou aktivnější konkurenční mikrobi zpracovávající síru, po rozednění zase sinice fotosyntézou vylučovaly kyslík. Chvíli jim ale trvalo, než se dostalo do plného výkonu.

„Trvá však několik hodin, než se skutečně rozběhnou, ráno mají dlouhou prodlevu,“ řekl Judith Klattová z Institutu Maxe Plancka magazínu Science Alert.

To znamená, že čím kratší dny na prehistorické Zemi existovaly, tím méně kyslíku mohly sinice uvolnit do ovzduší. Autoři nové studie to ověřili jak v terénu, tak na vzorcích sinic v laboratoři. A vyzbrojeni novými znalostmi vypočítali, kdy byly dny na Zemi dostatečně dlouhé k tomu, aby sinice začaly vylučovat velká kvanta kyslíku.

„Intuice napovídá, že dva dny po dvanácti hodinách by měly být podobné jednomu 24 hodinovému dni,“ cituje Science Alert biologa Arjuna Chennu z Leibnizova centra pro tropický mořský výzkum. "Ale není tomu tak, protože uvolňování kyslíku ze sinic je limitováno rychlostí chemických reakcí.“

Během kratších dnů se tedy zkracuje i doba vylučování kyslíku. A s delšími dny naopak tato doba narůstá.

Bez kyslíku by to nešlo

Modely odhalily, že p pomalejší rotace Země a delší dny hrají do karty jak vzniku Velké oxidační katastrofy před 2,4 miliardami let, tak i druhé vlně výrazného navýšení kyslíku na Zemi na konci periody neoproterozoika před 542 miliony lety.

S jejím koncem přichází období kambrické exploze, ve které se do té doby titěrné mnohobuněčné organismy vůbec poprvé začaly měnit na něco, co bychom dnes mohli nazvat zvířaty. A k tomu potřebovaly také větší množství kyslíku.

Ukazuje se tak, že i na první pohled nesouvisející jevy délky dní a mikroorganismů produkujících kyslík mohly významně přispět k tomu, že právě na Zemi měl život šanci rozšířit se do všech koutů.