Život na Zemi bujel i bez rozšířeného kyslíku. Díky uzavřeným 'oázám'

- Příroda autor: Ladislav Loukota

Bývaly časy, kdy byl kyslík pro život prudce jedovatou látkou. Než se to změnilo a drtivá většina života se na kyslíku naopak stala závislá, prožila si planeta největší masové vymírání známé historie. Nová práce z Jihoafrické republiky nám dává poznat další milník na cestě k dnešní dominanci života: Ačkoliv byl pro kyslíkové organismy tehdejší svět nehostinný, zřejmě se jim dobře dařilo v uzavřených enklávách. Vědci to zjistili studiem pyritu, který také možná znáte pod názvem "kočičí zlato".

Ilustrační snímek

Ilustrační snímek,zdroj: ThinkStock

Dnes kyslík (spolu s vodou) vnímáme jako základní nezbytnost pro život. Bývaly však časy, kdy se většina živých organismů kyslíku bála jako čert kříže. Možná víte, že pro první mikroorganismy na Zemi byl kyslík jedovatý. Když sinice před zhruba 2,5 miliardy let zaplavily oceány "odpadním" kyslíkem, mělo to za následek největší vymírání v historii naší planety.

Poté, co se kyslík přestal vázat na kovy a horninu, začal se hromadit v oceánu a o něco později i v atmosféře. Oceán byl tehdy hlavním útočištěm života. Starší anaerobní bakterie nebyly na kyslík připravené a vlivem toxicity kyslíku vůči nim zahynulo až 95 procent celoplanetárního života. Co přežilo, byly aerobní organismy, které tak vytvořily základ skoro všech dnešních druhů.

Problém s touto tezí je časový rámec celé evoluce. Kyslík se v oceánu nacházel již zhruba 50 milionů let před velkou kyslíkovou katastrofou. Anaerobním organismům se přesto stále dařilo a pro větší rozmach těch aerobních bylo naopak kyslíku zoufale málo. Aby bylo zachováno "nástupnictví", musely se aerobní organismy někde paralelně vyvíjet. Ve světovém oceánu by to však měly velmi těžké.

Zdá se, že se nad rozvíjejícími aerobními organismy slitovala geologie. Nová práce Benjamina Eickmanna z Tübingenské univerzity a Johannesburgské univerzity totiž naznačuje, že se mohly rozvíjet v uzavřených kyslíkových oázách.

Kočičí zlato, oáza života

Eickmannův tým studoval pyrit nalezený ve skalní formaci v Jihoafrické republice. Svého času patřil nerost spolu se svým okolím do přílivové oblasti. To potvrdila analýza izotopů síry a železa, z níž vyplynulo, že se pyrit nacházel v prostředí mělčiny. Co však bylo rovněž pozoruhodné, byl důkaz přítomnosti velkého množství kyslíku rozpuštěného ve vodě. To ovšem odporovalo nízké koncentraci kyslíku v tehdejším oceánu.

Zdá se pravděpodobné, že se fotosyntézující sinice mohly nacházet v uzavřené mělčině, jíž se bezkyslíkový oceán dotýkal jen výjimečně. Tady měly šanci vytvořit jakousi kyslíkovou oázu. Právě zde se pak mohly vyvíjet aerobní organismy, kterým patřila budoucnost.

"Organismy, které zapříčinily velkou kyslíkovou katastrofu, tedy sinice, se v takových oázách nevyvinuly," říká ke studii doktorand algologické laboratoře Jan Kollár z Univerzity Palackého, "Osídlily však relativně izolovaná vodní tělesa a vytvořily tak ony oázy. To, co se zde mohlo vyvinout díky sinicím, jsou ty organismy, které následně po kyslíkové katastrofě obsadily planetu."

Eickmannova studie není zcela bez chybičky, především staví na řadě hypotetických proměnných, z dat rovněž vyplývá snižování okysličení prostředí mělčiny před velkou kyslíkovou katastrofou. Snad lze tento paradox vysvětlit právě napojení laguny do oceánů skrze zvyšování hladiny. Může však jít i o špatnou interpretaci dat. Ve vědě je málokdy vše zcela jisté. Závěry práce ale dobře korelují s dosavadními předpoklady evoluce života.

Potvrzení předchozí práce

"Osídlení izolovaných vodních těles právě sinicemi není nic překvapivého. Mikroorganismy mají obecně velmi dobré schopnosti pasivní disperze," říká Kollár, "Fotosyntetizující sinice jsou závislé na světle a vyvinuly si na rozdíl od anaerobně heterotrofních mikrobů, tehdy dominujícím oceánům, zajímavé mechanismy, jak zamezit klesání a udržet se v horních prosvětlených vrstvách vodního sloupce." Právě odtud se mohly snáze rozšířit do mělčin, které musely kyslíkem zaplnit daleko dříve než oceán.

Práce je tak dalším geochemickým dílkem skládačky podporujícím tezi o tom, že se kyslíkovým organismům dařilo dávno před velkou kyslíkovou katastrofou. Podobné závěry zjistila i sedm let stará práce zkoumající rovněž aerobní bakterie žijící na pyritu. Z té však ještě nevyplývalo nutně uzavřené prostředí naznačované Eichmannovou prací.

V první řadě bude třeba vypíchnout rozsah oněch kyslíkových oáz a ověřit jejich existenci v jiných prehistorických mělčinách. Teprve poté bude možné s jistotou vytyčit, kudy přesně kráčeli naši jednobuněční předci.

Tagy: evoluční teorie zvířata a příroda vznik života věda a poznání

Zdroje: vlastní