بیگ بنگ: حیات از زمانی که در این تیلۀ آبی شکل گرفت با چالش‌های بسیاری روبرو شد؛ بارها و بارها ظاهراً به نقطۀ پایان رسیده و تنها با توان شگفت‌انگیزی بازگشته است. اما محققان سرانجام فهمیدند که موجودات ِ زنده چگونه توانستند از رویداد یخبندان عظیم که به دورۀ کریوژنین معروف است، جان سالم به در ببرند.

به گزارش بیگ بنگ، همان‌طور که مشخص است، این زمینِ گلوله‌برفی از 720 تا 635 میلیون سال قبل ادامه داشته است. شما فکر می‌کنید لایه‌ای از یخ روی اقیانوس بوده که تأمین اکسیژن را قطع می‌کرده و مانع از حرکت رو به جلوی حیات حیوانات می‌شده؛ اما شواهد فسیلی نشان می‌دهد که اصلا این‌گونه نبوده است.

در عوض، حیات زنده مانده و سپس در بیداریِ زمین گلوله‌برفی شکوفا شده است. طبق تحقیقات جدید، این امر امکان‌پذیر بوده زیرا برف آب حاصل از یخچال‌های طبیعی، توده‌های اکسیژنی را در اقیانوس‌ها تولید می‌کردند. در این ناحیه‌های کوچک در صحرا که منبع آب و پوشش گیاهی دارد، حیاتِ شیمیایی‌سنتزی توانسته منتظر بماند تا عصر یخبندان پدیدار شود و از طرف دیگر ادامه یابد.

ماکسول لچت از دانشگاه مک‌گیل کانادا، گفت: «شواهد نشان می‌دهد اگرچه بسیاری از اقیانوس‌ها در طول یخ‌زدگیِ عمیق، به دلیل کمبود اکسیژن غیرقابل سکونت بودند، اما در مناطقی که ورقه‌های یخ زمینی شروع به شناور شدن می‌کردند منبع مهمی از برف آبِ اکسیژنه وجود داشته است. این روند را می‌توان با چیزی که ما به آن «پمپ اکسیژن یخبندانی» می‌گوییم توضیح دهیم؛ این فرایند نشان می دهد: حباب‌های هوایی که در یخ‌ها به دام افتاده‌اند با ذوب شدن وارد آب شده و آب را پر از اکسیژن می‌کردند.»

اگرچه شواهد فسیلی متعلق به آن زمان به شدت پراکنده است، اما آثار زمین‌شناسی فراوانی وجود دارد. رسوبات کف دریا، به ویژه رسوباتی که غنی از آهن هستند، به لچت و همکارانش این امکان را داد که سطوح اکسیژن‌رسانی را بازسازی کنند. پیش از این تصور می‌شد که حیات حتماً به طریقی در حوضچه‌های برف آب روی سطح زمین حفظ شده، اما یافته‌های این تیم چیز دیگری می‌گوید.

این محققان سازندهای آهن در سه قاره را مورد مطالعه قرار دادند: سازند Chuos در نامیبیا، سازند Subgroup Yudnamutana در استرالیا، و سازند Kingston Peak در ایالات متحده. به طور کلی، نسبت‌های ایزوتوپ آهن و ناهنجاری‌های سریوم محیط‌های یخی‌دریایی نشان می‌دهد که آب‌های آن زمان به شدت فقر اکسیژن داشتند- اما هرچه به خط زمینی یخبندان نزدیک‌تر شویم رسوبات اکسیده‌تر می‌شوند.

اگر فرض را بر این بگذاریم که هر نوع “حیات یوکاریوتی” در آن آب‌های هواده زندگی می‌کردند، بنابراین برای زنده ماندن نیز به غذا احتیاج داشتند. آهن سرنخی برای این موضوع است. می‌دانیم که آب دریا غنی از آهن محلول است و می‌دانیم که امروزه باکتری‌های شیمیوتروفیک وجود دارند که انرژی خود را از اکسیداسیون آهن ِ محلول به دست می‌آورند و هنگامی که انرژی خود را به دست آوردند اکسیدهای آهن را دور می‌ریزند. بنابراین رسوبات اکسیده‌شده در اطراف خط زمینی یخی، می‌تواند توسط باکتری‌های دریاییِ اکسیدکنندۀ آهن که در آبِ اکسیژنه جذب و شکوفا شده‌اند، به وجود آمده باشد.

هیچ اثبات ِ محکم دیگری از این رویداد نداریم، اما این یک نظریه معتبر است که با شواهد منطبق است؛ در ضمن معضلات مربوط به زمین گلوله‌برفی را به شکل تمیز و ساده‌ای حل می‌کند. گالن هالورسون، دانشمند زمین از دانشگاه مک‌گیل، بیان داشت: «این تحقیق نه تنها توضیحی در مورد چگونگی زنده ماندن حیوانات اولیه از یخبندان جهانی ارائه می‌دهد، بلکه بازگشت رسوبات آهن در شواهد زمین‌شناسی، پس از غیبتی یک میلیارد ساله، را نیز توضیح می‌دهد.»

به تحقیقات بیشتری نیاز داریم تا بفهمیم که این محیط‌ها چگونه توانستند شبکة غذایی را حفظ کنند. اکوسیستم‌های یخی و اکوسیستم‌هایی در مناطق قطبیِ یخ‌زده وجود دارد که از تنوع شگفت‌انگیز حیات امروز حمایت می‌کند؛ محققان می‌گویند این‌ها موضوعات خوبی برای تحقیقات آینده است. این تحقیق در PNAS منتشر شده است.

ترجمه: زهرا جهانبانی/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: sciencealert.com