Neue Erkenntnisse zu Sauerstoff und Bakterien: Eine Überraschende Entdeckung
Forscher des Hun-Ren-Zentrums für ökologische Forschung (Hun-Ren CER) haben ein einzigartiges Ergebnis über Bakterien gemacht, die vor Milliarden von Jahren gelebt haben. In einer kürzlich im Journal Wissenschaft veröffentlichten Studie enthüllte ein internationales Forscherteam, darunter Experten des ungarischen Forschungsnetzwerks, spektakuläre Details darüber, wie sich die Bakterien über Milliarden von Jahren entwickelt und an Sauerstoff angepasst haben, berichtet die Hun-Ren-Website.
Das Ziel der Forschung war zweifach: genau zu ermitteln, wann sich die Hauptgruppen von Bakterien entwickelten, und um zu rekonstruieren, wie sich die Fähigkeit von Bakterien zur Verwendung von Sauerstoff entwickelt und ausgebreitet hat. Zu diesem Zweck verwendeten die Forscher das Great Oxidation Event (GOE) als Benchmark. Das große Oxidationsereignis ereignete sich vor rund 2,33 Milliarden Jahren und erhöhte die Sauerstoffmenge in der Atmosphäre dramatisch aufgrund der Photosynthese durch Cyanobakterien.
Der bisher schwere Verfahren aufgrund der Fossilienknappheit wurde von den Forschern untersucht, wobei eine Kombination aus geologischen und genetischen Daten verwendet wurde. Das maschinelle Lernen (ML) wurde verwendet, um alte aerobe Bakterien zu identifizieren und dann die statistischen Methoden der Bayesian zu identifizieren.
Die Studie rekonstruierte die Evolutionsgeschichte von 1.007 bakteriellen Genomen und fand insgesamt 84 anaerobisch-aerobe Übergänge. Die meisten davon traten nach dem GOE auf, aber in mindestens drei Fällen lange zuvor, wobei der früheste vor der atmosphärischen Ansammlung von Sauerstoff fast 900 Millionen Jahre zurückliegt.
Dies deutet darauf hin, dass Bakterien in der Lage waren, Sauerstoff viel früher zu verwenden, als es reichlich verfügbar war.
Interessanterweise könnte die Fähigkeit zur Verwendung von Sauerstoff vor der Photosynthese von Sauerstoff vorhanden sein und sogar die Entwicklung von Genen erleichtert haben, die eine Schlüsselrolle bei der Photosynthese spielen.
Die Forschung legt nahe, dass der gemeinsame Vorfahr aller Bakterien, die heute lebendig sind, in den frühesten Zeiten der Erde vor rund 4,4-3,9 Milliarden Jahren lebten. Die Hauptstämme von Bakterien erschienen später vor 2,5-1,8 Milliarden Jahren, als sich die Erdatmosphäre und die Umwelt erheblich veränderten. Viele der Bakterienfamilien, die wir heute kennen, haben sich vor ungefähr 0,75 bis 0,6 Milliarden Jahren zusammen mit der Entstehung von Tier- und Pflanzenleben entwickelt.
Forscher haben eine neue Methode entwickelt, die auf einer kombinierten Analyse genetischer, fossiler und geochemischer Daten basiert. Dieser Ansatz hilft, die frühe Entwicklung des Lebens besser zu verstehen, insbesondere für Mikroben, für die keine Fossilien überlebt haben. Die Methode kann auch in Zukunft nützlich sein, um die Eigenschaften anderer Mikroorganismen zu untersuchen, schreiben sie.
