TEMA BROJA Pripremio: M.J.
POSTANAK I RAZVOJ ŽIVOTA Ledena magija
Milionima godina život se sastojao od mikroskopskih čestica. Potom se pojavila ogromna grudva i pojavile su se složeni organizmi. Da li je u pitanju slučajnost?
 Paleontolog Džim Geling, iz Južnoaustralijskog muzeja u Adelaidi, provodi dane pokušavajući da rekonstruiše oblik i ponašanje bizarnih stvorenja nalik jeguljama po imenu Ediakaransi, na osnovu fosila koje su ostavili za sobom. On se nada da će uspeti da objasni jednu od najvećih misterija evolucije...
Kada su se Ediakaransi pojavili na Zemlji, pre oko 600 miliona godina, jednostavni jednoćelijski organizmi vladali su svetom više od 3 milijarde godina. Paleontolozi su se decenijama pitali: šta je izazvalo pojavu višećelijiskih organizama, kao i zašto se to desilo upravo tada, tako kasno nakon što se život prvi put pojavio na Zemlji.
Odgovor na ovo pitanje bi mogle pružiti stene koje se nalaze ispod fosila Ediakaransa, koje svedoče o svojevremenoj katastrofi životne sredine. Stene ove starosti na svim kontinentima nose tragove glacijacije. To je navelo geologe Pola Hofmana i Dena Šraga, sa Harvarda, da tvrde da je neposredno pre pojave Ediakaransa došlo do ledenog doba. Prema njihovoj teoriji, čitava Zemlja je bila prekrivena ledom debljine jednog kilometra. Iako nisu sigurni šta je izazvalo ovo zamrzavanje, naučnici veruju da se klima u periodu pre između 750 i 590 miliona godina četiri puta prebacivala u i vraćala iz ledenog perioda. Ova teorija o Zemlji kao grudvi izazvala je kontroverzu među geolozima, iako svi prihvataju da je postojao period u prošlosti kada je bilo izuzetno hladno.
Ogromni jednoćelijski organizmi ili...
Ova teorija je uticala i na paleontologe poput Gelinga koji su se vratili fosilima kako bi utvrdili da li su ovi događaji imali ikakve veze sa tokom evolucije. Nema teorija koje bi objasnile skok sa jednoćelijskog na višećelijske organizme. Pre nego što se to dogodilo, svaka individualna ćelija je morala da sama obavlja sve životne procese. Saradnjom ćelija, taj teret je podeljen. Ova specijalizacija je ubrzala evoluciju pa su nastajala bića sposobna da iskorišćavaju ovozemaljske resurse. Ako je led izazvao ovaj magični događaj, on je posredno odgovoran za postojanje svog složenog života na Zemlji.
Brojni su biolozi koje je uznemirila teorija o potpuno zamrznutom svetu. Postoji veliki broj životinja koje su preživele taj period, mada su mogućnosti za tako nešto bile veoma male.
Jednostavna živa bića su veoma izdržljiva, pogotovo bakterije, ali biolozi veruju da je većina stanovnika sveta, pre zamrzavanja, zavisila od normalnih životnih potreba: tečne vode, toplote i sunčeve svetlosti. A to znači da se okeani u doba Zemlje-grudve nisu mogli potpuno zamrznuti.Naučnici stoga smatraju da je oko ekvatora mogao postojati jedan odmrznuti deo okeana. Za preživljavanje malih organizama bio je dovoljan makar jedan vreli izvor ili vulkan na dovoljno tankom dnu okeana, koji stvarao makar malu rupu u ledu iznad.
Naučnici su izračunali koliko je organizama bilo neophodno da se preživi ovo ledeno doba. Koristeći logiku da je za jednu vrstu neophodno da ima dovoljno veliki broj pojedinačnih organizama kako bi se izbegla opasnost štetnih genetskih mutacija koje bi mogle ugroziti sve pripadnike te vrste, naučnici su došli do cifre od samo hiljadu jedinki neophodnih da očuva jednu vrstu i posle ledenog doba. |
Donedavno se smatralo da se pomenuti događaj desio tokom Kambrijske eksplozije - perioda brzog razvoja novih evolucionih oblika. Međutim, problem je u tome što se ova eksplozija dogodila pre oko 545 miliona godina, što je 45 miliona godina nakon što se Zemlja otopila.
Kambrijska stvorenja su poznata jer su dobro očuvana, ali ona ne moraju biti prve višećelijske životinje. Ta čast možda ipak pripada Ediakaransima, za koje se smatra da su neobični jer su se pojavili pre nego što je započelo masovno nastajanje višećelijskog života. Dobili su ime po okamenjenim meduzama pronađenim u brdima Ediakara, u južnoj Australiji. Stene u kojima su one pronađene nose odlike organizama koji su nastanjihvali prostor koji je pre 600 milliona godina bio peščano morsko dno.
Sva su ova stvorenja ostala sačuvana pošto ih je zatrpao pesak na mestu gde su se nalazila. Pesak je uništio i njihova krhka tela, što je otežalo naučna istraživanja. Pojedina od ovih stvorenja deluju poput predaka današnjih morskih zvezda, meduza i sunđera, što je navelo Gelinga da zaključi da su poneki Ediakaransi direktni preci složenih životinja koje postoje danas. Neki naučnici su smatrali da su Ediakaransi bili ogromni jednoćelijski organizmi, ili uigrane kolonije bakterija, ali dokazi koji potiču iz Rusije pokazuju da su pojedini Ediakaransi složena višećelijska bića.
Pre nekoliko godina, Miša Fedonkin, sa Moskovskog paleontološkog instituta, pronašao je nekoliko primeraka Ediakaransa. Međutim, ovi primerci nisu dovoljno stari da bi pomogli teoriji o Zemlji kao grudvi. Živeli su pre 555 miliona godina, što je oko 35 miliona godina prekasno. Noviji dokazi iz Kanade pokazuju da su neki od Ediokaranasa postojali znatno ranije. Naučnici sa univerziteta u Ontariju opisali su najstariji poznati ediakaranski fosil koji je živeo samo nekoliko miliona godina nakon što se Zemlja otopila.
Teorija molekularnog sata
Nisu sva otkrića ohrabrujuća. Nekoliko istraživača je otkrilo tragove višećelijskog života i pre Zemlje-grudve, što bi moglo uzdrmati ovu teoriju. Na primer, alge otkrivene na kanadskom Arktiku su stare oko 1,2 milijarde godina i pod mikroskopom pokazuju različite vrtse ćelija. Ako su alge postale višećelijske pre 1,2 milijarde godina, postavlja se pitanje: zbog čega su se prve fosilizovane višećelijske životinje pojavile 600 miliona godina kasnije? Postoje dva odgovora: ili su alge same razvile složenost, ili je bilo mnogo višećelijskih životinja pre Zemlje-grudve ali nisu ostavile tragove u stenama.
Iako je ovu drugu ideju teško testirati, jedan od načina je da se upotrebi pristup poznat kao molekularni sat. Merenjem razlika u DNK između vrsta koje postoje danas i procenjujući stepen promena DNK, moguće je izračunati vreme koje je prošlo od kada se ta vrsta razvila. Problem ovog pristupa je što podrazumeva toliko pretpostavki da su odgovori sasvim različiti. Neki smatraju da je predak svih višećelijskih životinja živeo pre oko 900 miliona godina, a drugi da je to bilo pre više od 1,2 milijarde godina.
Naučnici koji su se bavili teorijom molekularnog sata, došli su do podatka da su višećelijske životinje nastale pre 700 miliona godina. Iako ovo nije magična meta od 590 miliona godina, ipak se nalazi u središtu serija zamrzavanja Zemlje. Motivisani ovim otkrićima, naučnici rade na usavršavanju teorije molekularnog sata i tragaju za stenama koje je obeležio prastari život. Već je sakupljeno dosta dokaza da se poveže kraj ledenog doba sa počecima biološke složenosti.
Jedna od ideja je da je led mogao otvoriti nov prostor, ubivši mnoge jednoćelijske organizme koji su do tada koristili sve resurse. Paleontolog sa Harvarda, Endi Nol smatra da, u situacijama gde je takmičenje za resurse relativno slabo, započinje biološka revolucija. Još jedna mogućnost koju predlaže Geling je da višećelijski život može biti odgovor na promenljivost klime tokom perioda Zemlje-grudve. U vreme odmrzavanja i zamrzavanja Zemlje, ćelije su se mogle diferencirati i pomoći organizmu da kontroliše svoje unutrašnje okruženje.
Najpopularnija ideja danas podrazumeva kiseonik. Veća i složenija stvorenja zahtevaju efikasne načine da pretvore hranu u energiju, a kiseonik je jedan od najboljih načina za tako nešto. Kiseonik je neophodan i za proizvodnju kolagena - vezivnog tkiva koje poseduju sve životinje. U stenama postoje dokazi o porastu kiseonika u atmosferi do pred kraj perioda Zemlje-grudve. Mada niko ne zna zbog čega, jedna od mogućnosti je da je ovaj porast prouzrokovala eksplozija novog života kada se led istopio. Milionima godina, život je bio ograničen na mali broj bića tako da bi se hrana sakupila u okeanima. Odmah nakon otapanja leda, okeani su postali zeleni od ogromnih kolonija algi i bakterija, što je moglo predstavljati injekciju kiseonika u okeane.
Teorija o Zemlji-grudvi se još uvek razvija. Moguće je i da led nije imao ništa sa složenim životom koji se javio posle njega. Ali, ako se ispostavi da je ova teorija tačna, ona bi mogla nositi poruku o budućnosti naše planete. Do kakvih god katastrofa došlo na Zemlji, čini se da će život uzvratiti udarac, i da će biti jači i raznovrsniji nego ikad.
M.J.
|
