დედამიწაზე დრე-ღამე ყოველთვის 24 საათიანი არ ყოფილა. ახალი კვლევის მიხედვით, შეიძლება, ის თუ როგორ ბრუნავს დედამიწის მზის გარშემო, მარტო დღე-ღამის ხანგრძლივობასთან კი არა, დედამიწაზე ჟანგბადის მობილიზებასთან და სიცოცხლის დაწყებასთან იყოს კავშირში.

მკვლევრებმა ადრინდელი დედამიწის შესასწავლად და იმის გასაგებად, თუ რა გავლენა ექნებოდა დღე-ღამის ხანგრძლივობაში ცვლილებას სიცოცხლის პირველ ფორმებზე, მიჩიგანის ჰურონის ტბის უნიკალური გარემო და ამ გარემოში ციანობაქტერიებზე დაკვირვების გზა შეარჩიეს.

ციანობაქტერია, ფოტოსინთეზი და ჟანგბადის წარმოქმნა

ციანობაქტერია, ასევე ცნობილი როგორ ლურჯ-მწვანე წყალმცენარე, დედამიწაზე 2.4 მილიარდი წლის წინ გაჩნდა. ციანობაქტერიები ჟანგბადს მაშინ აწარმოებდნენ, როცა დედამიწა სიხოცხლისთვის საჭირო პირობები არ იყო განვითარებული. მეცნიერებს უჭირთ ახსნან, თუ რატომ დასჭირდა დედამიწაზე ჟანგბადის დონის თანდათან ზრდას 2 მილიარდ წელზე დიდი დრო — დღემდე.

დღესდღეობით, მასთან დაკავშირებული ტოქსიკური წყალმცენარეების ყვავილობის გამო ციანობაქტერია კარგი რეპუტაციით არ სარგებლობს. თუმცა, ეს ბაქტერია დედამიწაზე იმაზე დიდი ხანია არსებობს, ვიდრე ნებისმიერი სხვა ცოცხალი ორგანიზმი. ის პირველია, რამაც ფოტოსინთეზის საშუალებით, სინათლე ენერგიად გარდაქმნა და შედეგად, შუალედურ პროდუქტად ჟანგბადი გამოყო.

მკვლევრებმა თავს კითხვა დაუსვეს იმაზე, თუ როგორ შეიძლება დღის გახანგრძლივება ციანობაქტერიებს მეტი ჟანგბადის წარმოებაში და ორგანიზმთა მრავალფეროვნების შექმნაში დახმარებოდა.

"სანამ დედამიწა-მთვარის სისტემა ჩამოყალიბდებოდა, დღე ბევრად მოკლე იყო, შეიძლება იმდენად მოკლე, რომ მხოლოდ 6 საათი გრძელდებოდა. შესაძლოა, ეს იმას ნიშნავდეს, რომ დღე-ღამის გახანგრძლივებას დედამიწის ისტორიაში ფოტოსინთეზზე ჰქონოდა გავლენა?" — თქვა კვლევის თანაავტორმა და მიჩიგანის უნივერსიტეტის ოკეანოგრაფმა, ბრაინ არბიკმა.

როცა მთვარე დედამიწის თანამგზავრი გახდა, მთვარის მიზიდულობის ძალამ დედამიწის ბრუნვის სიჩქარე შეამცირა და დღე-ღამის დაგრძელებაც გამოწვია. მეტი ნათელი საათი ციანობაქტერიების ფოტოსინთეზურ აქტივობაზე დადებითად იმოქმედებდა.

ჰურონის ტბის ფსკერის საიდუმლოებები

ჰურონის ტბის ფსკერზე ადრინდელი ზღვების ნარჩენი ქანებია, რომლებიც ადრე ჩრდილოეთ ამერიკის კონტინენტს ფარავდნენ. ქანები დოლომიტისგან, კირქვისგან და თაბაშირისგან შედგება. დროთა განმავლობაში, წყალმა ქანები დაშალა და შედეგად წყალქვეშა გამოქვაბულები და ქანების ბზარები შეიქმნა.

წყალქვეშა შუა კუნძულის ღრმული ის ადგილია, საიდანაც ცივი, გოგირდით მდიდარი, და უჟანგბადო მიწისქვეშა წყალი შეედინება ტბაში. მცენარეების და წყალქვეშა ცხოველების უმეტესობა ამ ტერიტორიას თავს არიდებს, მაგრამ მიკრობები ექსტრემალურ პირობებში, 24.4 მეტრით წყალქვეშ კარგად ხარობენ. ფერადი ბაქტერიები კოლონიებს, სახელად მიკრობულ ხალიჩებს ქმნიან. ისინი მკვლევრებისთვის იდეალურ ანალოგს წარმოადგენენ მილიარდობით წლის წინ ზღვის ფსკერზე მობინადრე მიკრობული კოლონიების შესასწავლად.

დღესდღეობით, ჰურონის ფსკერზე ორი სახეობის ციანობაქტერიები ცხოვრობენ, რომლებიც კონკურენტულ კოლონიებს ქმნიან. ერთ-ერთი სახეობა იისფერი ციანობაქტერიაა, რომელიც ჟანგბადს აწარმოებს, ცოლო მეორე — თეთრი ბაქტერია, რომელიც გოგირდის საშუალებით ენერგიას წარმოქმნის.

გოგირდის მომხმარებელი ბაქტერიები დაღამებიდან გათენებამდე ციანობაქტერიების კოლონიის თავზე ჩერდებიან და მათ მზესთან წვდომას უბლოკავენ. მაგრამ როგორც კი მზე გამოჩნდება, თეთრი ბაქტერიების კოლონია ციანობაქტერიების ქვეშ ინაცვლებს, ხოლო იისფერი ციანობაქტერიები ფოტოსინთეზს იწყებენ და ჟანგბადს აწარმოებენ.

რა არის ამ მიგნების მნიშვნელობა

"[ციანობაქტერიებს] რამდენიმე საათი სჭირდებათ, სანამ მართლა დაიწყებენ ამუშავებას, დილაობით დიდი ჩამორჩენა აქვთ ხოლმე. ციანობაქტერიები მაინცდამაინც დილის არსებები არ არიან, როგორც ჩანს. მივხვდი, რომ დღე-ღამის ხანგრძლივობას და მიკრობული ხალიჩების მიერ წარმოებული ჟანგბადის რაოდენობას მარტივი და ფუნდამენტური ცნება აკავშირებს: მოკლე დღეების განმავლობაში, ჟანგბადის ნაკლები კონცენტრაცია ვითარდება კოლონიებში და ამიტომ ნაკლები ჟანგბადი გამოიდევნება ხალიჩებიდან", — თქვა კვლევის ავტორმა და გერმანიის მაქს პლანკის წყალქვეშა მიკრობიოლოგიის ინსტიტუტის გეომიკრობიოლოგმა, ჯუდით კლატმა განცხადებაში.

სინათლესა და ჟანგბადის პროდუქციას შორის კავშირის მოდელირებისას, კლატმა და მისმა კოლეგებმა აღმოაჩინეს, რომ 12 საათიანი და 24 საათიანი დღე-ღამის განმავლობაში წარმოქმნილი ჟანგბადი თანაბარი ვერ იქნებოდა. კვლევის დასკვნებმა პირდაპირი კორელაცია აჩვენა დღის სიგრძესა და ჟანგბადის რაოდენობას შორის რომელიც მიკრობების კოლონიებიდან გამოდის.

ეს იმას ნიშნავს, რომ შესაძლოა დედამიწის ისტორიაში ჟანგბადის დონის რადიკალური ზრდის ორივე მოვლენა, 2 მილიარდი წლის და 800-500 მილიონი წლის წინ, უფრო გრძელი დღეების შედეგია.

კვლევა ჟურნალ Nature Geoscience-ში გამოქვეყნდა.

თუ სტატიაში განხილული თემა და ზოგადად: მეცნიერებისა და ტექნოლოგიების სფერო შენთვის საინტერესოა, შემოგვიერთდი ჯგუფში – შემდეგი ჯგუფი.