Svijet bez kisika: Prije tri milijarde godina, organizmi koji su napučivali naš planet “udisali” su – arsen!

Kisik je, kao što zna većina školaraca, najrašireniji kemijski element na Zemlji. U spojevima se pojavljuje kao sastojak vode te većine stijena, minerala i tla. U elementarnom stanju, sastojak je Zemljine atmosfere, u kojoj se nakupljao tijekom milijardi godina kao proizvod fotosinteze. Nadalje, bitan je makroelement, sastojak svih životinjskih i biljnih organizama te najzastupljeniji element u ljudskome tijelu. Nalazi se i otopljen u površinskim vodama. Život na današnjoj Zemlji temelji se na Sunčevoj energiji, elementarnome kisiku i njegovim dvama spojevima, vodi i ugljikovu dioksidu, koji fotosintezom i disanjem neprekidno kruže prirodom. No, kako su organizmi preživljavali u davnoj prošlosti, kad u praatmosferi našega plavog planeta uopće nije bilo kisika? Ako je vjerovati studiji koju je nedavno objavio geolog Pieter Visscher, umjesto kisika koristili su – arsen! Prvi fotosintetski organizmi na Zemlji su se, naime, pojavili tek prije tri milijarde godina, u razdoblju proterozoika. Riječ je o stromatolitima, fosilnim ostacima djelovanja cijanobakterija. Ove strukture nalik stijenama formirale su se u plitkoj vodi od bakterijskih kolonija, čiji su biofilmovi vezali sedimentna zrnca. Bakterije u stromatolitima živjele su kao biljke: hranu su stvarale koristeći se sunčevom energijom, da bi u tom procesu oslobađale kisik. Količina tako oslobođenog kisika bila je dovoljna da modificira Zemljinu atmosferu, što je pak otvorilo put razvoju životinja koje udišu zrak. No, prije pojave stromatolita, stvari su funkcionirale dramatično drugačije. Životni proces kod tih praorganizama, donedavno su vjerovali znanstvenici, oslanjao se na sumpor ili vodik, kao elemente pomoću kojih su se ispunjavale metaboličke potrebe. Visscher je nedavno dokazao da tome nije bilo tako: element koji bismo mogli nazvati zalogom praživota bio je – arsen! Na području čileanske pustinje Atacame, kolege i on otkrili su 3.7 milijardi godina stare stromatolite, a analiza je pokazala da su ovi za fotosintezu koristili upravo arsen. “Ovo je iznimno važno otkriće. Omogućuje nam pogled u zoru vremena, kad je naš planet bio puno drugačiji od onoga na kojem živimo”, ispričao je Visscher. “Tada, u proterozoiku, vulkanske erupcije bile su česte, ultraljubičasto zračenje – u nedostatku ozonskog omotača – intenzivno, a oceani su praktički bili toksična juha. U takvoj konstelaciji, postojanje organizama koji ‘udišu’ arsen nije nikakvo čudo”.

Piše: Lucija Kapural

Komentari