Bewijs dat catastrofale geologische gebeurtenissen evolutionaire knelpunten kunnen hebben gecreëerd die de loop van het leven op aarde hebben veranderd, kunnen worden begraven in oude rotsen onder onze voeten.

Er is een kloof van 700 miljoen jaar in de geschiedenis van de aarde, en in die tijd vond een van de meest transformerende gebeurtenissen plaats:het leven verscheen. Dit ontbrekende tijdperk zou niet alleen het geheim van de eerste voorouder van de mensheid kunnen bevatten, maar zou onze zoektocht naar leven op andere planeten kunnen leiden.

Hiertoe is een recent artikel, gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Astrobiologie , probeert de werelden van geologie en chemie samen te brengen door uit te leggen wat de oude geologie van de aarde ons vertelt toen het leven op de planeet begon, en hoe geologische beperkingen - zoals die veroorzaakt door een asteroïde-inslag of evolutionaire knelpunten - kunnen worden gebruikt om de verschillende theorieën over de evolutie van het leven te onderzoeken.

"Geologen hebben de tijd waarin de aarde bewoonbaar werd en de latere tijd waarin het leven daadwerkelijk bestond slechts zwak beperkt tot het lange interval tussen ongeveer 4,5 miljard jaar geleden en 3,85 miljard jaar geleden, "Normale slaap, een geoloog aan de Stanford University in de Verenigde Staten, schrijft in zijn krant.

Een gevaarlijke tijd

Echter, dit was een gevaarlijke tijd om in de buurt van de aarde te zijn. Hoewel het bewijs hiervoor de laatste jaren steeds meer wordt betwist, veel wetenschappers denken nog steeds dat in deze periode asteroïden de jonge aarde en haar naburige planeten hebben geteisterd in wat bekend is geworden als het late zware bombardement.

Een asteroïde-inslag is een van de gebeurtenissen die een zogenaamd evolutionair knelpunt hebben kunnen creëren, waarbij een paar soorten kunnen domineren, vaak als gevolg van een plotselinge afname van het aantal andere organismen, zegt Slaap.

Als een grote asteroïde de aarde zou raken, de oppervlaktetemperatuur van de planeet zou omhoogschieten en de oceanen zouden verdampen in de atmosfeer. Het zou catastrofaal zijn voor het grootste deel van het leven op aarde. Maar als een organisme dat zou kunnen overleven, het zou de planeet kunnen overnemen - en mogelijk in de loop van miljarden jaren evolueren naar wat uiteindelijk de mens zou worden.

"Als je het meeste leven geologisch uitroeit, de overlevenden zullen veel lege nissen vinden om te bezetten, en er zal een snelle evolutie zijn, "Slaap vertelt Astrobiology Magazine. Bijvoorbeeld, thermofielen (die warmteminnende organismen zijn) hebben mogelijk temperaturen kunnen overleven die andere organismen zouden hebben gedood.

"Dit soort knelpunten we weten uit de natuurkunde, "Slaap zegt. "De binnenkant van de aarde zou koeler zijn, thermische microben zouden comfortabel zijn. "

Op koolstof gebaseerd bewijs

Helaas, oude asteroïde-inslagen zijn moeilijk te detecteren in de geologie van de aarde, gedeeltelijk vanwege de verschuivende tektonische platen van onze planeet. Echter, sporen van gesekwestreerde koolstof gevangen in oude rotsen kunnen een aanwijzing bieden:post-catastrofale asteroïde-impact, de atmosfeer zou overvloedige hoeveelheden koolstofdioxide bevatten, verband houden met de hoge temperaturen en hoge atmosferische druk die het leven op aarde moeilijk zouden hebben gemaakt. "De aarde werd pas bewoonbaar als het grootste deel van deze koolstofdioxide in de mantel was ondergedompeld, "Slaap schrijft in zijn krant. Tot nu toe, wetenschappers hebben geen betrouwbaar bewijs gevonden van deze gesekwestreerde kooldioxide.

Een ander evolutionair knelpunt voor het leven zou innovatie kunnen zijn:een organisme vernieuwt een eigenschap die het zeer geschikt maakt voor zijn omgeving, en het is in staat om andere organismen te overtreffen. "Het neemt snel alle geschikte bewoonbare plaatsen op aarde over en het wordt zeer snel zeer overvloedig, ' zegt Slaap.

Een voorbeeld is een organisme dat het vermogen ontwikkelt om ijzer of zwavel te gebruiken voor fotosynthese. "Het organisme gaat van afhankelijk van waterstof naar zonlicht, en zijn biomassa neemt met een orde van grootte toe, " hij zegt.

"Toen deze drempel eenmaal was bereikt, de overgang zou snel zijn, zoals in menselijke tijdschaal:jaren, honderden jaren, millennia. Het organisme zou kunnen gaan door het nauwelijks te verwijderen, om zich te vermenigvuldigen en de hele planeet te bewonen.

"Dit zijn allemaal potentieel toetsbare hypothesen, " hij zegt.

Zijn paper merkt op dat de meeste bekende minerale soorten hun bestaan ​​te danken hebben aan biologische processen.

Mensen aan het denken zetten

Op de vraag wat de meest waarschijnlijke oorzaak van deze knelpunten was, Slaap zegt dat het waarschijnlijk een combinatie van beide was. Het doel van zijn paper was niet om de ene zaak boven de andere te bepleiten, maar "om mensen aan het denken te zetten"

"Het is om mensen samen te laten werken, [om] dingen te stellen op een manier die voor iedereen nuttig is, [en] wekken meer aan om erover na te denken, " hij zegt.

Willem Maarten, Directeur van het Instituut voor Moleculaire Evolutie aan de Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf, onthult aan Astrobiology Magazine dat "Er is een diversiteit aan opvattingen in beide disciplines, [en] iedereen op dezelfde lijn krijgen is geen gemakkelijke taak. [Sleep] deed veel moeite om over disciplines heen te reiken, dat is zeker. Opvattingen over vroege evolutie veranderen langzaam, maar [paper van Norm Sleep] is een belangrijke bijdrage.

Uiteindelijk is geologie cruciaal, omdat het de omgeving definieert waarbinnen biologen en chemici moeten opereren, hij zegt.

Dit verhaal is opnieuw gepubliceerd met dank aan NASA's Astrobiology Magazine. Verken de aarde en daarbuiten op www.astrobio.net.