أولى الكائنات الحية التي استخدمت الأوكسجين في الأرض

ويعتبر هذا الاكتشاف مثير للدهشة لأن حدث الأكسدة العظيم الذي ملأ الغلاف الجوي للأرض بالغاز الثمين، لم يحدث إلا بعد حوالي 500 مليون عام.

حيث يقول (باتريك شيه)، عالم الأحياء التطورية بجامعة كاليفورنيا: " لقد شعرت بسعادة غامرة لرؤية هذه الورقة البحثية، حيث أن ظهور البروتينات التي يمكنها استخدام الأكسجين، يمثل خطوة رئيسية في ظهور الميكروبات الهوائية القادرة على استخدام الأكسجين.

كما يقول (تيم ليونز)، عالم الكيمياء الجيولوجية الحيوية في جامعة كاليفورنيا في ريفرسايد: " كان الانتقال من عالم كان معظمه لاهوائيا إلى عالم كان في الغالب هوائيا أحد الابتكارات الرئيسية في الحياة ".

متى تم أكتشاف غاز الأوكسجين

حيث يتفق العلماء أن الغلاف الجو كان خاليا تماما من غاز الأوكسجين، ولكن هناك علامات على أنه كان يوجد هناك بعض الأكسجين في الجوار.

هذا وقد وجد علماء الكيمياء الجيولوجية، على سبيل المثال، أن هناك رواسب معدنية يعود تاريخها الى 3 مليارات سنة مضت والتي لا تتشكل إلا بوجود الأوكسجين، كما تشير بعض الأدلة إلى أن البكتيريا الزرقاء والتي تعد من أقدم الكائنات الحية الضوئية التي أنتجت غاز الأكسجين ضمن عملية البناء الضوئي الخاصة بها ربما نشأت منذ 3.5 مليار عام.

وقد رد النقاد بأنه إذا ما جاءت الكائنات المنتجة والمستهلكة للأكسجين في وقت مبكر، لكانوا قد انتشروا بسرعة في جميع أنحاء العالم، وذلك لأن استخدام الأكسجين يسمح للكائنات الحية بتسخير المزيد من الطاقة من طعامها، لكن حدث الأكسدة العظيم لم يحدث إلا قبل 2.4 مليار سنة.

حيث قرر الدكتور (دان توفيق)، الكيميائي البيولوجي في معهد وايزمان للعلوم، أن يدرس هذه إلى المعضلة من اتجاه مختلف.

حيث قام بتحليل جينومات 130 عائلة من بدائيات النوى، الأسلاف الأحياء لما يعتبر أقدم الميكروبات والبكتيريا والكائنات الحية الدقيقة على كوكب الأرض.

كما أنشأ عائلة تطورية باستخدام الجينات لحوالي 700 بروتين حيوي لكائنات دقيقة تستخدم أو تولد الأكسجين، وبعد ذلك، تحولوا إلى نهج طويل الاستخدام يتتبع معدل الطفرة المحتمل للبروتينات لبناء "ساعة جزيئية"، حيث مكنتهم هذه الساعة من تحديد متى تطور كل من هذه الإنزيمات على الأرجح، فمن بين 130 عائلة من الكائنات الحية التي درسها توفيق، تمكن من تحديد 36 عائلة بثقة عالية.

كما يقول (توفيق): " لقد رأينا شيئا مذهلا للغاية، وهو وجود واضح للميكروبات التي تستخدم الأكسجين منذ ما بين 3 مليارات و3.1 مليار سنة.

حيث يبدو أن 22 عائلة من أصل 36 عائلة ظهرت في ذلك الوقت، في حين جاءت 12 عائلة في وقت لاحق، ويبدو أن اثنتين فقط قد ظهرتا من قبل ".

حيث يشير التحليل بشكل عام إلى أنه منذ حوالي 3.1 مليار سنة، ظهر كائن حي يسمونه آخر سلف عالمي للأكسجين، وقد أدى هذا السلف بدوره إلى ظهور بكتيريا الأيروبس التي كانت قادرة على الاستفادة من إنتاج الطاقة المتزايدة الذي أتاحه استخدام الأكسجين لها.

وأدى هذا إلى وجود كائنات متعددة الخلايا والحيوانات، وبالطبع نحن.