La più grande estinzione di massa è stata mai decretata dai microbi

La più grande estinzione di massa può essere stata eliminata dai microbi

Il momento peggiore per essere vivi nella storia della Terra è indiscutibilmente il Permiano finale, circa 250 milioni di anni fa. È il periodo in cui il l'evento di estinzione più grande di sempre registrato ha avuto luogo, uccidendo 97% di tutte le specie, un evento così grave che è stato chiamato The Great Dying.

Questo evento è stato generalmente attribuito a massicce eruzioni vulcaniche avvenute nello stesso momento. Ma ora, in una nuova analisi, i ricercatori del Massachusetts Institute of Technology (MIT) sostengono che l'evento di estinzione di massa potrebbe essere stato istigato dai microbi. Questi microbi hanno causato una perturbazione del ciclo del carbonio che ha causato shock ambientali, come il riscaldamento globale e l'acidificazione degli oceani. Gli shock hanno spazzato via le specie in gran numero per un periodo di decine di migliaia di anni: un blip sulle scale geologiche.

Sentivo come la fine dei tempi

L'estinzione finale di Permiano, avvenuta circa 250 milioni di anni fa, è la più grave di cinque eventi noti di estinzione di massa. Ha ucciso l'ultimo dei trilobiti - una specie marina resistente che era sopravvissuta a due precedenti estinzioni di massa. Mentre le piante terrestri sono sopravvissute, quasi tutte le foreste sono scomparse. Peggio ancora, è l'unico evento di estinzione conosciuto in cui anche gli insetti non sono stati risparmiati.

Per un evento di queste dimensioni, molte cose sarebbero andate storte. A quel tempo il mondo era costituito da un unico supercontinente chiamato Pangea. Questa vasta massa continentale, alterando le dinamiche di come il carbonio viene riciclato con placche di subduzione, potrebbe aver spinto le temperature globali al massimo che avessero mai avuto.

Poi, nel corso di circa un milione di anni, enormi eruzioni in Siberia hanno creato basalti che coprono un'area che era circa sette volte più grande della Francia. Questo potrebbe aver spinto l'ambiente oltre un punto critico, inviando ancora più anidride carbonica nell'atmosfera. Ciò avrebbe causato l'acidificazione degli oceani, l'uccisione di più vita marina e il riscaldamento, rilasciando metano congelato. Il risultato di tutto ciò sarebbe stato un clima "in fuga" che ha continuato a riscaldarsi ea rimuovere più ossigeno dall'ambiente.

The Mighty Microbe

Ma Daniel Rothman del MIT pensa che i numeri non si sommano. "I cambiamenti nel ciclo del carbonio a livello globale sono difficili da riconciliare con la sola attività vulcanica in Siberia", ha affermato.

I suoi calcoli, appena pubblicati nel Atti della National Academy of Sciences, stavo suggerendo che qualcos'altro deve aver causato l'evento in fuga. Un'ipotesi era che la vita microbica potesse essere stata responsabile di ciò.

"Questa ipotesi non è così oltraggiosa come sembra. Dopotutto, circa 2.4 miliardi di anni fa, erano i microbi sotto forma di cianobatteri a dare alla nostra atmosfera tutto il suo ossigeno ", ha aggiunto Rothman. Quel periodo, chiamato Grande Evento di Ossigenazione, uccise anche la maggior parte degli organismi che erano adattati alla mancanza di ossigeno e iniziò uno dei periodi di freddo più lunghi nella storia della Terra. Quindi i microbi possono certamente avere un impatto globale.

Con i colleghi del MIT, Rothman ha esaminato la storia evolutiva della Terra e ha individuato l'ascesa di un particolare tipo di microbo che si è verificato intorno al tempo del Grande Morire. Quel microbo, chiamato Methanosarcina, aveva la capacità di digerire la materia organica per produrre metano. (I biologi molecolari del MIT lo hanno dimostrato Methanosarcina ha evoluto questa abilità grazie al trasferimento di un singolo gene dal clostridi classe di batteri.)

Rothman sapeva che il processo chimico coinvolto nella creazione del metano dipendeva dal nichel metallico. Andò alla ricerca di prove che Methanosarcina fu fiorente all'epoca nello strato sedimentario della regione Meishan della Cina. Se l'ambiente in quel momento era più di nichel del normale, quindi i sedimenti avrebbero tenere la traccia.

Rothman ha scelto la regione di Meishan per cercare il nichel perché è una regione particolarmente ben studiata. I suoi strati sedimentari sono stati usati per marcare e standardizzare diversi periodi della storia geologica della Terra, e coprono il periodo del Grande Morire.

La ricerca è andata a buon fine. C'era effettivamente una maggiore quantità di nichel nei sedimenti depositati durante quel periodo. Methanosarcina non sarebbero stati solo efficaci nel creare metano - sarebbero fioriti.

Il nichel, suggerisce Rothman, sarebbe stato aggiunto agli oceani, dove Methanosarcina visse e crebbe, dalla continua attività vulcanica che si verificava in Siberia. La crescente quantità di nichel, trasportata dalle correnti oceaniche, avrebbe permesso di più Methanosarcina convertire la materia organica in metano, che verrebbe convertita in biossido di carbonio attraverso le reazioni con l'ossigeno. Ciò avrebbe significato un aumento delle temperature globali e l'acidificazione degli oceani. Quest'ultimo avrebbe combinato con la perdita di ossigeno (utilizzato nella creazione del biossido di carbonio) per accelerare l'estinzione negli oceani. E gli organismi morti avrebbero fornito Methanosarcina con più materia organica da digerire.

In breve, un'innovazione microbica potrebbe aver fatto perdere l'equilibrio per causare la Grande Morire.

Marc Reichow presso l'Università di Leicester rimane scettico di questi risultati. Egli sostiene che non ci sono prove che l'aumento di nichel è venuto da vulcani siberiani. Rothman concorda sul fatto che i dati attuali non è possibile identificare la fonte del nichel.

Molti fattori coinvolti?

"Questa è un'ipotesi interessante, ma penso che Great Dying fosse il modo di fare molti 'meccanismi di uccisione' piuttosto che un singolo meccanismo suggerito qui", ha detto Reichow.

C'è anche il dubbio sul periodo esatto in cui Methanosarcina effettivamente evoluto. Le attuali tecniche per stimare le sue origini sulla base delle differenze di sequenza del DNA hanno un enorme margine di errore, il che significa che avrebbe potuto essere ben prima o dopo il Grande Morire.

Rothman ammette che ci sono limitazioni. "Crediamo che il vulcanismo da solo non avrebbe potuto causare questo evento di estinzione. Invece, quello che abbiamo fatto è allargato la conversazione suggerendo che è possibile che i microbi possono aver causato che accada. "

"Le implicazioni per oggi sono che ci sono molti modi in cui possono verificarsi fluttuazioni naturali nel ciclo del carbonio della Terra. Studiando i cambiamenti che stanno avvenendo nel ciclo del carbonio ora, dovremmo cercare di prendere in considerazione il maggior numero possibile di possibili previsioni future ".

Circa l'autore

rathi akshatAkshat ha conseguito un dottorato in chimica organica presso l'Università di Oxford e una laurea in ingegneria chimica presso l'Institute of Chemical Technology di Mumbai. Dopo aver lasciato il laboratorio, è passato al giornalismo e ha scritto per The Economist, The Hindu e Ars Technica, tra gli altri.

Questo articolo è originariamente apparso su The Conversation

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