In een vluchtige blik, de studie van het leven – biologie – lijkt heel anders te zijn dan die van rotsen, of geologie.

Maar een terugblik in de geschiedenis laat zien dat geologische processen de sleutel zijn geweest tot de evolutie van het leven op aarde. De geologie heeft de biologie gevormd door gunstige omstandigheden te creëren, en inderdaad de basis "ingrediënten", voor het ontstaan ​​en de evolutie van het leven.

En nu is er groeiend bewijs dat dit ook omgekeerd werkt:het leven heeft de atmosfeer van onze planeet gevormd, oceanen en landschappen op vele manieren.

Laten we een wandeling terug door de tijd maken.

Onze planeet is een levend organisme

In het begin van de 20e eeuw, Russische wetenschappers stelden dat levende organismen hun omgeving zo vormgeven dat het leven mogelijk is. In de jaren zeventig, een soortgelijk idee dat bekend staat als de "Gaia-hypothese" ontstond in de westerse wereld, dankzij wetenschappers James Lovelock en Lynn Margulis.

Het leven begon de planeet vorm te geven zodra het verscheen, mogelijk al 3,7 miljard jaar geleden. Toen waren de stralingen van de zon niet zo sterk als vandaag en zonder een beetje hulp, de hele planeet had bevroren moeten blijven.

Die kleine hulp kan komen van bacteriën die het warmtevasthoudende gas methaan produceren, waarbij aanzienlijke hoeveelheden van dit broeikasgas in de atmosfeer terechtkomen.

Veel later - zo'n 200 miljoen jaar geleden - gebeurde een soortgelijke relatie omgekeerd. Momenteel, complexere levensvormen hebben mogelijk een op hol geslagen ophoping van koolstofdioxide in de atmosfeer voorkomen (zoals te zien op Venus) door CO₂ op te sluiten in het skelet van mariene organismen zoals plankton. Deze werden later begraven op de bodem van oceanen om kalksteen te vormen.

We zijn gemaakt van sterrenstof

De chemische elementen waaruit ons lichaam bestaat, zijn gemaakt bij de explosie van een ster - we zijn gemaakt van sterrenstof! We delen de oorsprong van onze atomen met alles om ons heen, inclusief rotsen.

Maar krachten diep in de planeet Aarde vormen ook het leven.

Verwering van bergen, en continenten in het algemeen, levert ook essentiële voedingsstoffen aan mariene levensvormen. Een voorbeeld is fosfor, die vrijkomt in rivieren en oceanen door verwering van het mineraal apatiet- gevonden in continentale rotsen. Fosfor is ook een bouwelement van DNA-moleculen, en van adenosinetrifosfaat (ATP), de "oplaadbare batterij" die verantwoordelijk is voor de energieoverdracht in onze cellen.

De eerste wijdverbreide opkomst van continenten zou de sleutel kunnen zijn geweest tot de eerste oxidatie van de atmosfeer (de Great Oxidation Event genoemd, ongeveer 2,4 miljard jaar geleden). Door essentiële voedingsstoffen zoals fosfor, verwering van de eerste continenten zou het mogelijk hebben gemaakt dat fotosynthetische cyanobacteriën waaruit stromatolieten bestaan, konden gedijen en zuurstof in de atmosfeer afgeven.

Het grote beest heeft de kleine nodig

In 2018 leerden we dat aan het begin van de Jura (ongeveer 200 miljoen jaar geleden), plankton begon te mineraliseren op grotere diepten van de oceaan. Plankton produceert zuurstof als bijproduct van fotosynthese - en dus als resultaat, zuurstof begon zich op te hopen in de ondiepe oceanen en bereikte zijn huidige niveau in de atmosfeer.

De toename van zuurstof in de lucht tot moderne niveaus zou grotere organismen hebben laten bloeien (inclusief de dinosaurussen), omdat ze hogere eisen stellen aan dit element.

Dus niet alleen is plankton een belangrijk stukje van de ecologische puzzel – omdat zoveel mariene levensvormen ervan afhankelijk zijn – maar het gaf ook de juiste voorwaarden voor de evolutie van grote mariene reptielen.

Het sluiten van de lus

Dus de volgende vraag is natuurlijk:waardoor kon plankton anders mineraliseren tijdens de Jura-periode? Misschien bewegende tektonische platen.

Tussen ongeveer 300 en 175 miljoen jaar geleden, continentale platen werden geclusterd in het supercontinent Pangea genaamd. Plaatreconstructies laten zien dat grote delen van dit supercontinent tussen ongeveer 250 en 200 miljoen jaar geleden door de tropen dreven.

Als resultaat, continenten hadden meer overvloedige regenval en rotsen werden intensiever verweerd, het vrijgeven aan de oceanen van de elementen die nodig zijn voor plankton om een ​​calciumcarbonaatskelet te bouwen.

Deze processen sluiten de lus tussen biologie en geologie. Tektonische platen die de tropen binnenkwamen, resulteerden in een grote aanvoer van elementen, waardoor de opkomst van kalkhoudend plankton, en dit plankton was op zijn beurt verantwoordelijk voor de laatste grote stijging van zuurstof in de lucht.

Mensen zijn zich er steeds meer van bewust dat ze de planeet in ongekende mate hebben gevormd door de uitstoot van broeikasgassen die verband houden met de industriële revolutie, 200 jaar geleden, en tot de komst van de landbouwrevolutie zo'n 8, 000 jaar geleden.

cyanobacteriën, vaatplanten en plankton hebben ook de hele chemie van de atmosfeer van de aarde veranderd, ruim voor de mensheid, over veel langere tijdschalen.

Echter, er zijn opvallende verschillen tussen Homo sapiens aan de ene kant, en plankton en planten aan de andere kant. Mensen vormen de planeet op een manier die uiteindelijk de soort zelf in de vergetelheid kan brengen (en vele anderen met hen).

Onze soort is hoogstwaarschijnlijk de eerste die het vermogen heeft om zijn impact op de omgeving waarvan hij afhankelijk is te herkennen en te verminderen.

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.