Choque de oxigênio através da multicelularidade

As primeiras cianobactérias multicelulares mudaram a atmosfera da urina para sempre

Cianobactéria celular © UZH
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Há 2, 4 bilhões de anos, a Terra entrou em uma primeira catástrofe: em seu envelope de gás, o oxigênio venenoso de muitas criaturas vivas se espalhou repentinamente. Os pesquisadores de Zurique agora têm uma explicação possível para o que desencadeou essa "grande catástrofe de oxigênio": as cianobactérias então freqüentes começaram a se tornar multicelulares e, assim, desaparafusaram sua produção de O2 no ar, relatam na revista "Proceedings of the National Academy of Sciences ".

Cerca de 2, 4 bilhões de anos atrás, houve uma mudança repentina na atmosfera primitiva da Terra: o envelope de gás do nosso planeta, que inicialmente consistia principalmente de nitrogênio, vapor de água e dióxido de carbono, começou a mudar drasticamente. De repente, seus níveis de oxigênio dispararam - e o oxigênio era venenoso para muitos seres sencientes. Como resultado, o mundo da vida na Terra começou a mudar. Esse súbito acúmulo de oxigênio livre na atmosfera da época é chamado de "Grande Evento de Oxidação" ou "Grande Desastre de Oxigênio" e é considerado o evento climático historicamente mais significativo em termos de história geológica.

Choque de oxigênio intrigante

Mas o que causou essa inundação de oxigênio? Um candidato para isso são as cianobactérias. Essas algas verde-azuladas pertencem aos organismos mais antigos da Terra e eram muito comuns mesmo naquela época, na época da Grande Catástrofe de Oxigênio. Por meio da fotossíntese, eles ainda produzem oxigênio a partir da luz do sol. Mas como também foi antes da catástrofe de oxigênio, não ficou claro por que esse gás subitamente aumentou 2, 4 bilhões de anos atrás. Pesquisadores da Universidade de Zurique agora poderiam ter encontrado uma explicação para isso.

Os cientistas analisaram a genealogia das cianobactérias vivas para o estudo e combinaram seus resultados com dados de membros fósseis desse grupo de organismos. Eles descobriram que essas algas se fundiram muito antes às colônias multicelulares do que se pensava anteriormente. "A multicelularidade se desenvolveu relativamente cedo na história das cianobactérias, há mais de 2, 3 bilhões de anos", explica Bettina Schirrmeister, da Universidade de Zurique, e explica o resultado de sua tese de doutorado.

A cianobactéria multicelular Nostochopis forma cadeias longas UZH

Multicelulares eficientes como causadores?

Assim, as cianobactérias livres de núcleo celular "inventaram" a multicelularidade já cerca de um bilhão de anos antes que os eucariotos - seres vivos com núcleo celular. Mas isso significa que o surgimento de cianobactérias multicelulares ocorreu quase simultaneamente, assim como o enriquecimento dos oceanos e da atmosfera da Terra com oxigênio. Schirrmeister e seu supervisor de doutorado Homayoun Bagheri suspeitam, portanto, de uma conexão entre o surgimento da multicelularidade e esse marco da história geológica. Porque organismos multicelulares costumam ter um metabolismo mais eficiente que unicelulares. Os pesquisadores postulam, portanto, que a recém-formada multicelularidade de cianobactérias desempenhou um papel no desencadeamento do Grande Desastre de Oxigênio. display

O aumento da produção de oxigênio fez com que a atmosfera original da terra caísse. Como o oxigênio era tóxico para muitos organismos anaeróbicos, muitas espécies bacterianas anaeróbicas foram deslocadas e nichos ecológicos liberados. Os pesquisadores observam muitos novos tipos de cianobactérias multicelulares após o dramático evento climático e assumem que eles ocuparam os habitats liberados. "Mudanças morfológicas em microrganismos, como bactérias, aparentemente foram capazes de afetar o meio ambiente fundamentalmente e em dimensões inimagináveis", conclui Schirrmeister. (PNAS, 2013. doi: 10: 1072 / pnas.1209927110)

(Universidade de Zurique, 15.01.2013 - NPO)