Възможно ли е най-голямото изчезване на Земята да е било причинено от един-единствен ген

Когато стане дума за масово изчезване, всички моментално се сещаме за астероида, който уби динозаврите. Но Земята е преминала през пет масови измирания (поне досега)… и вероятно преминава през шесто в момента.

От тези пет, това от периода Кредата, което слага край на динозаврите (освен птиците), дори не е най-голямото. Тази чест се пада на т. нар. Масово измиране перм–триас, известно още като (изненадващо…) Голямото измиране, което унищожава около 90% от всички сухоземни видове и 70% от всички морски видове на планетата.

Освен това, странна празнина от 10 милиона години във въглищните слоеве в земята, създадена около времето на Голямото измиране, предполага, че огромен брой въглеобразуващи дървета са изчезнали по това време и е отнело милиони години да се възстановят.

Пермско-триаската граница в скалите на Фрейзър Бийч в Нов Южен Уелс. Изчезването в края на Пермския период е точно над въглищния слой.

Намирането на период от време във вкаменелостите, където има внезапен спад в броя на видовете, очевидно е лесната част. Учените предлагат редица обяснения за изчезването и причините зад него – от катастрофално изпускане на метан от дъното на океана до нашия стар приятел астероида.

От изучаването на скалите, образували се по това време, ние знаем, че в океаните и плитките води е липсвал кислород в късния пермски период. Липсата на кислород (известна още като аноксия) изглежда, че със сигурност е изиграла роля в събитието, както и че е създала ефект на доминото.

Микроорганизмите, които намаляват сулфатите и имат способността да дишат анаеробно, използвайки сулфат, а не стария и надежден кислород, вероятно процъфтяват в тази среда с ниско съдържание на О2. Сероводородът, който произвеждат като вторичен продукт, както и насищането на океаните със сулфид поради липсата на кислород, може да са били изпуснати в атмосферата. Това може да е отровило растенията и да е увредило озоновия слой, излагайки живота на убийствени нива на ултравиолетови лъчи, плюс планетата да се е нагряла. Затоплянето на океаните от своя страна може да е довело до изпускане на замръзнал метан в атмосферата, което допълнително усложнява проблема.

Едно алтернативно обяснение за Голямото изчезване, предложено от екип от MIT през 2014 г., е може би най-тревожното от всички. Възможно ли е най-голямото измиране, което светът е виждал, да бъде причинено от микроби?

Methanosarcina

Даниел Ротман, професор по геофизика в Масачузетския технологичен институт, и неговият екип забелязват появата на определен микроб около времето на изчезването. Едноклетъчният организъм Methanosarcina става способен да усвоява органична материя, произвеждайки метан като страничен продукт, благодарение на един единствен генен трансфер от бактерията Clostridia.

Хипотезата е, че той процъфтява по това време, изхвърляйки метан в атмосферата и нарушавайки въглеродния цикъл, което причинява (или наред със споменатите процеси участва в) прекъсването на въглеродния цикъл и в крайна сметка подхранва масовата смърт.

В химическият процес, с който микробите създават метан, участва металът никел – което означава, че ако екипът не може да намери съответното по-голямо количество никел в периода на изчезването, хипотезата може ефективно да бъде отхвърлена. Екипът обаче разглежда седименти в Южен Китай и действително открива високи нива на никел, което подкрепя тяхното предположение.

„Един-единствен хоризонтален генен трансфер предизвиква биогеохимична промяна, бурната активност на вулканите действа като катализатор и произтичащото от това разширяване на ацетокластичната метаносарцина смущава нивата на CO2 и O2“, заключават учените в проучването. „Последвалото биогеохимично смущение вероятно е било широко разпространено. Например, анаеробното окисление на метана може да е повишило нивата на сулфид, което вероятно е довело до токсично освобождаване на сероводород в атмосферата, причинявайки изчезване на биологични видове на сушата.“

Екипът подчертава, че въпреки че са необходими повече доказателства за теорията, изследването може да покаже колко чувствителна е Земята към еволюцията на микробния живот.

„Последиците за днешния ден са, че има много начини, по които могат да се случат естествени колебания в въглеродния цикъл на Земята“, казва Ротман. „Когато изучаваме промените във въглеродния цикъл сега, трябва да се опитаме да вземем предвид възможно най-много от тях, за да направим адекватни прогнози за бъдещето.“

Проучването все още е далеч от окончателно, като други обяснения – или по-точно комбинация от събития – все още се разглеждат сериозно. Също така не е възможно да се определи точно кога Methanosarcina еволюира и започва да произвежда метан като страничен продукт. Въпреки това, ако тази хипотеза е вярна, възможно е до 90% от видовете на планетата да са били унищожени отчасти чрез един генен трансфер в един микроб.

Като се има предвид огромното количество микроби на Земята, това не е много комфортна възможност…