Biodiversitatea a atins un vârf evolutiv în urmă cu 3 miliarde de ani, graţie unei inovaţii genetice

Bacteriile şi organismele rudimentare care trăiau pe Terra au cunoscut un vârf evolutiv în urmă cu aproximativ trei miliarde de ani, graţie unei “inovaţii genetice” intense, ce a condus la apariţia a peste 25% din totalul genelor existente în ADN-ul speciilor actuale de pe planetă.

Identificarea momentului în care viaţa a apărut pe Terra şi descrierea acestui moment reprezintă una dintre principalele preocupări ştiinţifice ale biologilor şi paleontologilor.

Cu ajutorul studiilor efectuate pe numeroase fosile, s-a descoperit că viaţa de pe Terra a intrat într-o perioadă de evoluţie rapidă în urmă cu 580 de milioane de ani, această perioadă fiind denumită “explozia cambriană”. Evoluţia speciilor a continuat timp de milioane de ani pentru a ajunge la biodiversitatea pe care o cunoaştem în zilele noastre.

Primele dovezi ale existenţei vieţii pe Terra datează din urmă cu aproximativ 3,8 milioane de ani. Însă evoluţia pe care viaţa a avut-o pe planetă este dificil de monitorizat, singurele forme de viaţă din era precambriană constând în câteva familii de bacterii şi alte organisme unicelulare, lipsite de cochilii şi de schelete, care au lăsat în urma lor foarte puţine resturi fosilizate.

Toate organismele vii au însă un anumit bagaj genetic propriu – genomul. Şi pentru că toate organismele au moştenit acest genom – sau cel puţin o parte din el -, de la strămoşii lor, biologii americani, specialişti în modelarea evolutivă, au avut ideea de a se folosi de genomurile moderne pentru a reconstitui evoluţia microorganismelor ancestrale.

În căutarea strămoşilor precambrieni, cercetătorii de la Massachusetts Institute of Technology (MIT) din Cambridge (SUA) au plecat de la 100 de genomuri actuale, de acum binecunoscute.

Ei au introdus aceste informaţii într-un model matematic, luând în calcul toate tipurile de evoluţie pe care acestea ar fi putut să le cunoască de-a lungul timpului: apariţia sau dispariţia genelor, transmiterea prin hibridare sau “jefuirea” unei specii de către o alta etc.

Aceste “fosile genomice” reconstituite pe computer sugerează faptul că, în intervalul cuprins între 3,3 – 2,8 miliarde de ani în urmă, o perioadă relativ scurtă în istoria planetei, organismele vii de pe Terra au beneficiat de o intensă inovaţie genetică, ce a “dopat” biodiversitatea din acea perioadă, prin apariţia unei multitudini de specii noi.

În timpul acestui interval au apărut 27% din genele actuale, afirmă autorii acestui studiu, publicat în revista britanică Nature.

Specialiştii americani au descoperit, totodată, că un număr mare dintre aceste noi gene erau asociate, într-un mod sau altul, cu oxigenul, în special cu un proces biochimic care coordonează “transportul de electroni”.

Acesta este un fenomen revoluţionar pentru organismele vii din epocă (microbi şi plante), deoarece permite mişcarea electronilor prin membranele celulare, conducând astfel la apariţia respiraţiei, bazată pe admisia de oxigen şi absorbţia de energie solară, în cadrul fotosintezei.

Oxigenul a început să se acumuleze în atmosfera terestră abia în urmă cu 2,5 miliarde de ani. Acest eveniment a distrus, probabil, un număr mare de organisme incapabile să respire acest gaz şi a fost denumit “marea oxidare” sau “catastrofa oxigenului”.