Questi antichi fossili rivelano le origini del ‘Big Bang biologico’

Passarono molti anni prima che le persone camminassero intorno alla Terra. Tutto è iniziato con un microbo unicellulare, ma prima che potesse diventare un microbo multicellulare è dovuto avvenire un processo chimico chiamato biomineralizzazione. Ora ne sappiamo di più.

Attraverso la biomineralizzazione, gli organismi producono tessuti duri e mineralizzati, come lo scheletro. Questo fenomeno ha permesso alla vita in tutta la sua diversità di evolversi fino a diventare quella che è oggi, ma ha anche avuto un impatto importante sul ciclo del carbonio del pianeta.

Claudia
Ricercatori Oltre a questo adesso Dove potrebbe essere avvenuta questa prima biomineralizzazione. Nel Parco Nazionale Cao Khaep in Namibia, hanno trovato scheletri fossili di Claudina, organismi tubolari costituiti da coni di carbonio lunghi circa 1,5 cm e vecchi di circa 550 milioni di anni. Si estinsero all’inizio del periodo Cambriano, circa 540 milioni di anni fa, e sono considerati tra i microbi più antichi con un esterno mineralizzato. Utilizzando questi fossili i ricercatori sperano di scoprire dove e in quale periodo è iniziato il processo di biomineralizzazione e, soprattutto, perché.

A tal fine, hanno combinato l’analisi dei sedimenti con dati geochimici sotto forma di isotopi di carbonio e ossigeno (lo stesso elemento con un diverso numero di neutroni nel nucleo) provenienti dal calcare del membro Klipuk, Gruppo Nama, una formazione rocciosa nel Parco Nazionale della Namibia. I ricercatori ritengono che le rocce fossero alla deriva in mari poco profondi durante un periodo di bassa marea, prima del passaggio al mare aperto.

Grande scoppio biologico
Le rocce del Gruppo Nama sono cruciali per comprendere meglio la rapida espansione della vita sulla Terra verso il periodo Cambriano – tra 538 e 485 milioni di anni fa. Questa fase di transizione è anche chiamata “big bang biologico”.
Durante il lavoro sul campo in Namibia, gli strati tra le rocce hanno rivelato la vera storia della vita attraverso i fossili glaciali. Queste sono solo tracce di attività biologica, non resti di organismi viventi.

Secondo i ricercatori, queste strutture sono state create da organismi scheletrici che esistevano prima della biocalcificazione. Lì videro i primi segni di Cloudina nell’organo Kliphoek. Questi squisiti fossili di coni erano annidati insieme. L’analisi geochimica del carbonato di calcio nelle rocce in cui sono stati trovati i fossili ha rivelato una firma isotopica del carbonio (la proporzione di carbonio più leggero ¹²maggioranza ¹³c) e ossigeno (¹⁶Oh, ti vedo ¹⁸EHI). Questo si riferisce al numero di protoni e neutroni: ¹²C significa che il carbonio è costituito da sei protoni e sei neutroni, mentre ¹³C è formato da sei protoni e sette neutroni. Gli isotopi sono integrati con la struttura molecolare e quindi con l’ambiente marino e il pianeta nel suo insieme.

Alte temperature e fotosintesi
Esempio: l’aumento delle temperature sulla Terra provoca una maggiore evaporazione dell’acqua di mare, compresa l’acqua isotopicamente più leggera ¹⁶Oh, lasciando l’oceano con il più pesante ¹⁸O in carbonato e positivo ¹⁸Segnale O nel set di dati.

Allo stesso tempo, gli isotopi del carbonio vengono influenzati dalla fotosintesi, quindi l’attività biologica negli oceani viene aumentata dagli organismi che utilizzano la fotosintesi e preferiscono le specie più leggere. ¹²C- L’oceano è ricco ¹³R- Poi c’è qualcosa di più pesante ¹³Esiste la controparte C.

Collegato all’oceano
Secondo i ricercatori, le proporzioni di carbonio e ossigeno indicano che i fossili si trovavano in un ambiente semichiuso, collegato all’oceano, ma isolato dal mare più aperto. Ciò significa che Claudina originariamente viveva in un ambiente con poco ossigeno con periodi di eccesso di ossigeno. Quindi non è vero che ci sia stato un lungo periodo di saturazione di ossigeno che ha portato alla formazione degli scheletri. Ma i ricercatori sostengono che sarebbero necessarie alte concentrazioni di carbonato nell’oceano per saturare l’ambiente in cui Cloudina ha formato la sua struttura calcificata.

Ciò è accaduto durante un periodo in cui il livello dell’acqua stava cambiando. La costa si è ritirata verso l’interno, lasciando rocce in acque poco profonde in un bacino dove gran parte dell’acqua è evaporata. L’acqua del mare è poi risalita con depositi di arenaria e calcare nel mare aperto poco profondo del membro di Kliphoek.

Quando il livello del mare scese nuovamente, questi carbonati marini aperti si depositarono su uno strato al di sotto del quale si verificavano grandi variazioni nel grado di saturazione dell’acqua con l’ossigeno. Ciò ha consentito il verificarsi della biomineralizzazione di Claudina.

Fluttuazioni del livello del mare
A seguito di ricerche precedenti, questo studio supporta l’idea che Claudina e microbi simili fossero colonizzatori opportunisti che approfittavano di periodi ricchi di ossigeno a breve termine in condizioni tipicamente relativamente anossiche, combinate con fluttuazioni del livello del mare. Da ciò si può concludere che l’importante passo evolutivo nella formazione dello scheletro deriva in realtà dall’instabilità del mare.