اكتشف الباحثون الذين فحصوا مجموعة من الحفريات القديمة والجديدة مؤخرًا أن نوعًا قديمًا من البكتيريا يسمى لانجيلا سكوفيلديكان من أوائل من استعمروا الأرض منذ أكثر من 407 مليون سنة.
ل. scourfieldii هي نوع من البكتيريا الزرقاء التي تشكل جزءًا من هابالوسيفوناسيا عائلة. تطورت هذه الكائنات الحية الدقيقة بين النباتات البرية الأولى في بداية العصر الديفوني.
على الرغم من أن العلماء قد وثقوا البكتيريا الزرقاء لفترة طويلة، إلا أنه لا يُعرف سوى القليل عن كيفية تمكن هذه الكائنات الدقيقة التي تقوم بعملية التمثيل الضوئي من ترك الماء للعيش على الأرض. ومع ذلك، وجدت دراسة جديدة بقيادة الدكتورة كريستين سترولو ديرين، عالمة الأحياء القديمة في متحف التاريخ الوطني في المملكة المتحدة، وفريقها، أن ل. scourfieldii هي أقدم أنواع البكتيريا الزرقاء المعروفة التي عاشت على الأرض، وهو اكتشاف ساعد في سد الثغرات.
وأوضح سترولو-ديرين في مقال: “بفضل عمليات إعادة البناء ثلاثية الأبعاد، تمكنا من رؤية علامات التفرع، وهي سمة من سمات البكتيريا الزرقاء من نوع Hapalosiphonacean”. إفادة.
“هذا أمر مثير لأنه يعني أن هذه هي البكتيريا الزرقاء الأولى من هذا النوع الموجودة على الأرض.”
تعد حفريات البكتيريا الزرقاء من بين أقدم الحفريات المكتشفة على الإطلاق، حيث يقدر عمر أقدمها بحوالي 2 مليار سنة.
تُعرف هذه البكتيريا اليوم باسم الطحالب الخضراء المزرقة (حالة حقيقية من سوء الاستخدام لأنها ليست طحالب)، وتعيش هذه البكتيريا في البيئات المائية وحولها حول العالم، بما في ذلك المحيطات والأنهار، ولكنها تعيش أيضًا على الصخور الرطبة (حتى في القارة القطبية الجنوبية). وفي الرمال الرطبة.
لعبت البكتيريا الزرقاء دورًا أساسيًا في تاريخ كوكبنا، مما ساعد على جعله مضيافًا للحياة المعقدة والتأثير على التطور بشكل عام. ومن خلال عملية التمثيل الضوئي، ساعدت في إنتاج الأكسجين الذي نحتاجه للعيش. ومن خلال القيام بذلك، ربما أطلقوا حدث الأوكسجين العظيممنذ ما بين 2.4 إلى 2.1 مليار سنة.
في هذا الوقت، تم استبدال غاز الميثان، الذي كان الغاز السائد على الكوكب، بالأكسجين وأصبح المكون الرئيسي للغلاف الجوي. أدى هذا الحدث إلى ما يُعتقد أنه أول انقراض جماعي، حيث فشلت الكائنات اللاهوائية في التكيف مع الظروف.
وأضاف الدكتور سترولو ديرين: “لعبت البكتيريا الزرقاء من العصر الديفوني السفلي نفس الدور الذي تلعبه اليوم”. “تستخدمها بعض الكائنات الحية في الغذاء، ولكنها مهمة أيضًا لعملية التمثيل الضوئي. لقد علمنا أنها كانت موجودة بالفعل عندما بدأت النباتات في استعمار الأرض وربما تنافست معها على الفضاء.”
يا له من فرق لانجيلا سكوفيلدي لكى يفعل؟
L. scourfieldii تم اكتشافها لأول مرة في عام 1959 في شظايا صخرية عثر عليها في موقع الحفريات Rhynie Chert في أبردينشاير، اسكتلندا. ومع ذلك، كان من الصعب فحص هذه العينات بشكل صحيح، ولكن تم استخراج عينات أحدث من نفس المنطقة وهي أكثر قابلية للتحليل.
السمة الرئيسية التي بحث عنها الدكتور سترولو ديرين وزملاؤه هي علامات “التفرع الحقيقي”. يحدث هذا عندما تنمو البكتيريا بجانب بعضها البعض في خط واحد، مع انفصال بعضها في اتجاه مختلف لتكوين فروع، ولكن ليس كل البكتيريا الزرقاء تظهر هذا التفرع الحقيقي.
لذلك، تجد L. scourfieldii تعد عينات Rhynie Chert أمرًا مهمًا، لأنها تتيح للعلماء التأكد من وجودها في النظم البيئية الأرضية الرطبة في تلك المنطقة. في الأساس، كانوا قادرين على الانتقال من الماء إلى الأرض والازدهار.
خلال العصر الديفوني المبكر، كان المشهد الطبيعي لهذا الجزء من اسكتلندا مختلفًا تمامًا اليوم. في الواقع، كانت الأرض تقع بالقرب من خط الاستواء وشهدت مناخًا استوائيًا أكثر دفئًا. وهذا من شأنه أن يجعل منطقة Rhynie Chert مغطاة بالسهول الرملية الرطبة وبها برك مياه قليلة الملوحة.
ومع ذلك، كان هذا وقتًا قبل وجود الأشجار وأشكال الحياة المعقدة الأخرى، لذلك كانت البيئة أقل خصوبة بكثير. في مثل هذه المملكة المتناثرة، سادت الفطريات والبكتيريا والطحالب، وتنافست على الحياة على الصخور القريبة من حافة المياه.
وبما أن النباتات لم تكن قد طورت بعد جذورًا عميقة معقدة، فمن المحتمل أنها نمت على الحصائر الميكروبية التي شكلتها هذه الكائنات الحية الدقيقة، مما شكل تفاعلًا مهمًا في هذه المرحلة المبكرة من الحياة على الأرض.
وأوضح الدكتور سترولو-ديرين أن “موقع Rhynie Chert هو موقع مميز لأنه يبلغ من العمر 400 مليون سنة، وقد تم الحفاظ على جزء كبير من البيئة من ذلك الوقت”.
“إنه الموقع الوحيد الذي نجد فيه آثارًا لجميع الكائنات الحية معًا: النباتات والحيوانات والفطريات والبكتيريا والطحالب. يمكننا أن نرى التفاعلات بين الأنواع التي قد تحدث”.
يتم نشر الدراسة في iScience.
