Yosunlardan, çiçeklerden ve hatta komşularınızdan nitrat mı sorumlu?
Virginia Tech yerbilimcilerinden oluşan bir ekip, evet anlamına gelebilecek kanıtlar ortaya çıkardı.
Ekibin Science Advances dergisinde kısa süre önce yayınlanan bulguları, deniz ökaryotlarının (hücrelerinde çekirdek bulunan organizmalar) baskın hale geldiği dönemde biyolojik olarak mevcut nitrojende bir artış olduğunu ortaya koyuyor. Karmaşık ökaryotik hücreler evrimleşerek çok hücreli organizmalara dönüştü ve hayvanlar, bitkiler ve funguslar da dahil olmak üzere Dünya’daki yaşam için yepyeni bir çağ başlattıkları kabul ediliyor.
Sedimanter jeokimya profesörü ve makalenin ortak yazarı Ben Gill, “Bugün gezegendeki yaşamla birlikte bulunduğumuz yer, geçmişte meydana gelen tüm olayların toplamıdır” dedi. “Ve bu, baskın olarak prokaryotik ekosistemlerden – vücudumuzdakilerden çok daha basit olan hücreler – ökaryotlara geçiş yaptığımız kilit bir olaydır. Eğer bu gerçekleşmeseydi, bugün burada olamazdık.”
Önceki araştırmalar fosforun ökaryotların yükselişindeki rolüne odaklanmıştı ancak Yerbilimleri Bölümü’nde doktora öğrencisi ve makalenin başyazarı olan Junyao Kang, nitrojenin bu olayda oynadığı rolü merak ediyordu.
Kang, “Bu veriler benzersizdir çünkü Neoproterozoik zaman diliminin başlarında ya da bir milyar ila 800 milyon yıl önce nitrojenin izotop verileri neredeyse hiç yoktur” dedi.
Çin’in Najing kentindeki Nanjing Üniversitesi ile işbirliği yapan Kang, Kuzey Çin Kratonundan kaya örneklerinin nitrojen izotop analizi yoluyla ökaryotların yükselişine neyin yol açtığını anlamak için iki yıl boyunca çalıştı. Geçmişi 3,8 milyar yıl öncesine dayanan kayalara ev sahipliği yapan bölge bir zamanlar bir okyanusla kaplıydı.
Jeobiyoloji profesörü ve makalenin ortak yazarlarından Shuhai Xiao, “Ökaryotların ekolojik olarak ne zaman başarılı olduklarına dair kabaca bazı fikirlerimiz vardı” dedi. “Yaklaşık 820 milyon yıl öncesine, yani bol miktarda bulunmaya başladıkları zamana kadar, uzun bir süre boyunca gösterişsiz bir şekilde oradaydılar.”
Kang nedenini öğrenmek istediğine karar verdi. Kaya örneklerinden elde ettiği verileri daha büyük bir veri tabanına girdi ve farklı coğrafi konumları kapsayan daha uzun bir zaman ölçeğinde analiz etti.
Kang, “Bu tür bir entegrasyon yaptıktan ve büyük bir resme koyduktan sonra, nitratların zaman içinde yükselişini gördük. Bu da yaklaşık 800 milyon yıl önce gerçekleşti” dedi.
Güçlü İşbirliği
İşbirlikçi; uluslararası bir yaklaşım, bu yeni verileri biyolojik olaylarla, özellikle de ökaryotların yükselişiyle ilişkilendirmenin anahtarıydı.
Gill ve aynı zamanda Fen Fakültesi jeokimyageri ve makalenin ortak yazarı olan Rachel Reid, Virginia Tech’teki Yerbilim Kararlı İzotop Laboratuvarı’ndaki kütle spektrometresi de dahil olmak üzere kaynaklar aracılığıyla kritik analizler sağladı. Kütle spektrometresine bağlı bir element analizörü, araştırmacıların analiz için örneklerden saf nitrojen gazı çıkarmasını sağladı.
Gill, gezegenimizdeki mevcut ve geçmiş kimyasal döngülerin yeniden yapılandırılması konusunda uzmanlaşmıştır. Jeolojik kayıtlarda korunan yaşam kayıtlarını incelemek için paleontologlarla işbirliği yapıyor ve tarih boyunca yaşamda hangi potansiyel çevresel faktörlerin değişikliklere yol açmış olabileceğini inceliyor.
Araştırmalarını genellikle Dünya’nın daha yakın geçmişteki olaylarına odaklayan Reid, nitrojen izotop uzmanlığını bu eski fosillere sunmak için özel bir fırsat yakaladı.
Nanjing Üniversitesi’nde jeokimyager olan Feifei Zhang, makalenin dördüncü ortak yazarıydı. Zhang, nitratın bol miktarda arttığı dönemde okyanuslarda ne kadar oksijen bulunabileceğine dair bilgiler verdi.
Virginia Tech yazarlarının tümü Fralin Yaşam Bilimleri Enstitüsü’nün Küresel Değişim Merkezi’ne bağlı üyelerdir ve Kang, Küresel Değişimin Arayüzleri yüksek lisans programında doktora öğrencisi olarak görev yapmaktadır. Merkez, bu karmaşık küresel sorunları çözmek ve yeni nesil liderleri yetiştirmek için farklı disiplinlerden uzmanları bir araya getiriyor.
Geçmiş, Bugün ve Gelecek
Dünyanın dört bir yanından en eski fosillerden bazılarının kazılmasına ve incelenmesine yardımcı olan Xiao, bu tür bir çalışmanın kendisine gelecekteki keşifler için umut verdiğini söyledi. Ekip üyeleri, mevcut araştırmalarını destekleyen ekzobiyoloji programı gibi gelecekteki yardımlar konusunda NASA ile işbirliği yapmayı dört gözle bekliyor.
Xiao, “Antik geçmişteki nitrojen izotopik bileşimlerinden noktaları birleştirebilir ve bir sonraki adıma geçerek organizmalar için ne kadar nitratın mevcut olduğu sonucuna varabiliriz” dedi. “Ve sonra bunu fosil verileriyle ilişkilendirerek bir ilişki olduğunu gösteriyoruz.”
Eski okyanuslar çoktan yok olmuş olsa da, eski okyanuslarda yaşananlar kayalarda kayıtlıdır ve bu kayaları incelemek, Dünyamızın geçmişinden günümüze ve geleceğine bir bağlantı sağlar.
Xiao “Jeologlar kayalara, borsa yatırımcılarının hisse senedi satma ya da alma kararı verirken Dow Jones eğrisine bakmalarıyla aynı nedenle bakarlar. Kayalarda yazılı jeolojik tarih bize gelecekteki küresel değişimler hakkında önemli bilgiler verir” dedi. [1]Geoscientists shed a light on life’s evolution 800 million years ago[2]Öne çıkan görsel
[cite]
Kaynaklar ve İleri Okuma
| ↑1 | Geoscientists shed a light on life’s evolution 800 million years ago |
|---|---|
| ↑2 | Öne çıkan görsel |
