Цианобактерии ответственны за самое распространенное вымирание в истории Земли.
Биологическое образование кислорода в атмосфере Земли, называемое Великой оксигенацией, произошло около 2,3 миллиарда лет назад.
Приблизительно за 200 миллионов лет до сильной оксигенации появились цианобактерии, которые благодаря фотосинтезу первыми стали производить кислород. До основного события окисления весь образовавшийся свободный кислород задерживался в железе (ржавчине) или органических веществах. Через некоторое время все эти кислородные ловушки были заняты, поэтому свободный кислород начал накапливаться в атмосфере Земли.
Возникновение кислорода, вызывающее вымирание
Свободный кислород токсичен для строгих анаэробов, которые до этого были единственной формой жизни. Повышение уровня кислорода в атмосфере вызвало вымирание большей части жизни в то время. Поэтому цианобактерии были ответственны за самое распространенное вымирание в истории Земли. Вновь образованный свободный кислород вступил в реакцию с метаном (мощный парниковый газ) с образованием диоксида углерода (более слабый парниковый газ) и воды. Концентрация метана в атмосфере резко упала, что вызвало ледниковый период и, возможно, самый длинный период полного оледенения планет в истории. Обледенение длилось от 300 до 400 миллионов лет.
Воздействие на рост организмов
Другим важным следствием окисления атмосферы является влияние кислорода на эволюцию. Без кислорода развитие жизни довольно ограничено, потому что биохимические реакции, с помощью которых такие организмы генерируют энергию для жизни, менее благоприятны и производят гораздо меньше энергии. Следовательно, эти ранние организмы были маленькими, часто одноклеточными и неразвитыми.
С развитием метаболизма на основе кислорода у организмов стало больше энергии и могли развиваться новые формы тела и движения. За 3,5 миллиарда лет жизнь от микроскопических размеров дошла до наших дней. Есть два периода в эволюции, когда размер организмов значительно увеличился. Около двух миллиардов лет назад это было первое подобное событие, а второе было 500 миллионов лет назад. Оба события совпадают с увеличением концентрации кислорода в атмосфере Земли.
С развитием и расширением аэробных организмов, которые нуждаются в кислороде для жизни, баланс концентрации кислорода в атмосфере был восстановлен. Интересно отметить, что с сегодняшним темпом фотосинтеза (намного выше, чем это было тогда в истории Земли, когда растения не существовали), текущий уровень кислорода в атмосфере мог быть произведен фотосинтезирующими организмами через 2000 лет.
Цианобактерии (также сине-зеленые водоросли) - принадлежат к сфере бактерий, способных к фотосинтезу. Все растения на Земле содержат в своих клетках симбиотические цианобактерии, которые превратились в клеточные органеллы, называемые хлоропластами, которые позволяют осуществлять фотосинтез.
Фотосинтез - это биохимический процесс, при котором растения, водоросли и некоторые бактерии используют энергию света для производства пищи. Почти все живые существа на Земле зависят от своего питания от энергии, получаемой при фотосинтезе растений, водорослей или бактерий. Фотосинтез потребляет углекислый газ и воду для синтеза сахаров, выделяя газообразный кислород.
Гурон - самый старый известный ледниковый период, который произошел в то время, когда на Земле существовали только простые одноклеточные организмы. Это был один из худших и самых длинных ледниковых периодов.
Строгие анаэробы - организмы, которым для роста необходима бескислородная атмосфера, поскольку это токсично для них. Их метаболизм ферментативный. Они найдены в болотной грязи, отложениях озер, рек и морей, в жвачных животных и в пищеварительном тракте других животных.
Прокариоты и эукариоты- прокариоты - это группа одноклеточных организмов с характерной клеточной структурой, которая проще, чем эукариотическая клетка. К ним относятся бактерии и археи. Генетический материал (ДНК) прокариотических клеток свободно плавает в цитоплазме клеток. Нет ядра мембраны, которая является одной из основных характеристик эукариотических клеток, таких как клетки животных и растений.
