Ky element mund të ketë qenë vendimtar për evolucionin e jetës komplekse në Tokë

Oksigjeni është një pjesë themelore e jetës në Tokë. Pas një rritjeje të këtij gazi në atmosferë, afërsisht 2.5 miliardë vjet më parë, jeta shumëqelizore në planetin tonë filloi të lulëzojë.

Koha nuk është rastësi, megjithatë oksigjeni nuk mund të marrë të gjithë kredinë. Sipas disa shkencëtarëve, ekziston një element tjetër atje, gjithashtu vendimtar për këtë bum evolucionar, dhe emri i tij është hekur.

Në një përmbledhje të re mbi disponueshmërinë e hekurit për jetën gjatë gjithë historisë së planetit tonë, shkencëtari i Tokës në Universitetin e Oksfordit, Jon Wade dhe ekipi i tij propozojnë se luhatjet e këtij metali ndihmuan në nxitjen e evolucionit në Tokë.

Sot, hekuri është një element i domosdoshëm për pothuajse të gjithë jetën. Është ajo që i lejon qelizat të ndjejnë oksigjenin, të gjenerojnë energji, të përsërisin ADN-në dhe të shprehin gjenet. Në fakt, ekzistojnë vetëm dy organizma të njohur në planetin tonë që aktualisht nuk kërkojnë që ky metal të mbijetojë.

Në ditët e para të Tokës, kishte shumë hekur gjeologjik për të shkuar përreth, veçanërisht në mantel dhe kore. Hekuri i ngurtë i vendosur këtu ndoshta është ‘mbjellur’ nga meteoritët nga hapësira e jashtme, dhe për shkak se ky material mund të shpërndahej në oqeanet e lashta, hekuri ishte gjithashtu i bollshëm në mjedisin detar.

Megjithatë, pas ngjarjes së madhe të oksidimit (GOE), kushtet filluan të ndryshojnë. Hekuri i tretshëm filloi të rrallohej dhe konkurrenca për hekur midis qelizave u rrit.

Prandaj, formave të jetës duhej të kuptonin se si të riciklonin hekurin nga qelizat e vdekura, të vidhnin hekurin nga qelizat e gjalla ose të jetonin në një qelizë tjetër dhe të përdornin aparatin e tij për të rrëmbyer hekurin për të qëndruar gjallë.

Këto beteja për hekurin janë ato që disa shkencëtarë besojnë se fillimisht shkaktuan evolucionin shumëqelizor.

“Infeksioni, grabitqari dhe endosimbioza janë të gjitha sjellje që ndryshojnë fokusin e marrjes së hekurit nga burimet minerale në forma të tjera të jetës, dhe secila nga tre sjelljet mund të evoluojë në të tjerat me kalimin e kohës – për shembull, infeksionet fillimisht shfrytëzuese mund të bëhen reciproke simbiotike. ”, shpjegojnë autorët.

Krahasuar me eukariotët modernë, ose organizmat shumëqelizorë, format më të vjetra të jetës njëqelizore, si bakteret dhe Arkeat, mendohet se janë mbështetur më shumë në hekur për të mbijetuar.

Kjo sugjeron që organizmat modernë kanë mësuar ta përdorin elementin në mënyrë më efikase gjatë miliona viteve, pasi prania e tij në mjedis luhatej.

Sipas kësaj teorie të re, oqeanet e Tokës humbën pjesën më të madhe të hekurit të tretshëm për shkak të rritjes së oksigjenit atmosferik. Kur uji dhe hekuri i ngurtë ndërveprojnë në prani të oksigjenit, hekuri oksidohet me shpejtësi – gjë që është më e vështirë për t’u përdorur nga gjallesat.

Për të kapur elementin në këtë formë kërkon që qelizat të evoluojnë molekula të vogla organike, të quajtura siderofore. Sot, pothuajse të gjitha bakteret, bimët dhe kërpudhat kanë këto struktura, por miliarda vjet më parë, kjo përfaqësonte një formë të re mbijetese.

Ndërsa format e jetës me siderofore filluan të mblidheshin pranë një numri të kufizuar burimesh gjeologjike të pasura me hekur, studiuesit mendojnë se grumbullimi në mënyrë të pashmangshme çoi në “ndërveprime gjithnjë e më komplekse qelizë-qelizë”.

Arkea në burimet termale të Yellowstone, për shembull, mund të lulëzojë vërtet vetëm në dyshekë oksid hekuri. Ndërsa eukariotët modernë mund të jetojnë jashtë këtyre burimeve gjeologjike, për sa kohë që ekzistojnë forma biologjike të hekurit.

“Pavarësisht nga varfërimi i hekurit të disponueshëm biologjik, gjatë gjithë rikthimit të jetës pas GOE dhe diversifikimit të tij të mëvonshëm (dhe kalimit nëpër ngjarje të tjera të njëpasnjëshme të zhdukjes masive), hekuri ka ruajtur epërsinë e tij në sistemet biologjike”, shkruajnë autorët.

“Me sa duket, kjo është për shkak se hekuri ka veti unike elektrokimike që bëjnë të mundur, ose bëjnë efikase, një sërë procesesh biokimike të tilla që elementët e tjerë nuk mund të zëvendësohen gjerësisht me hekurin brenda proteinave pa shkaktuar një disavantazh të rëndësishëm.”

Mungesa e plotë e zëvendësimit të hekurit nënkupton që organizmat ose duhej të konkurronin, të mashtronin ose të bashkëpunonin për të mbijetuar pas GOE, dhe këto zhvillime fare mirë mund të kishin shkaktuar përshtatje ekstreme në gjenomet dhe sjelljen qelizore me kalimin e kohës.

Kur ndodhi ngjarja më e fundit e oksigjenimit neoproterozoik, rreth 500 milionë vjet më parë, ajo thjesht i përkeqësoi këto ndryshime.

Prandaj, fillimi i jetës tokësore mund të ketë nisur nga një bollëk hekuri, por vetëm kur hekuri u rrallua, ato forma të jetës filluan të rriteshin në kompleks.

Duke pasur parasysh se një rritje e CO2 atmosferike mund të rrisë mungesën e hekurit në zinxhirin ushqimor, studiuesit thonë se duhet të dimë më shumë se si jeta përballet me zbaticat dhe rrjedhat e këtij elementi vendimtar.

Gjetjet tregojnë gjithashtu një mënyrë të mundshme për të matur potencialin e jetës në planetë të tjerë, si Marsi, ku oksidi i hekurit mund të gjendet gjithashtu në mantel. Nëse ky planet është mjaft i pasur me hekur, mund të tregojë një port të mundshëm për disa nga format më të thjeshta të jetës.