No, l’ossigeno non ha catalizzato la rapida fioritura dei primi organismi multicellulari della Terra. Il risultato sfida un’ipotesi di 70 anni su ciò che ha causato un’esplosione di fauna oceanica centinaia di milioni di anni fa.
Tra 685 e 800 milioni di anni fa, gli organismi pluricellulari iniziarono ad apparire in tutti gli oceani della Terra durante quella che è nota come l’esplosione di Avalon, un’era precursore della più famosa esplosione del Cambriano. Durante questa era, le spugne di mare e altri bizzarri organismi multicellulari hanno sostituito piccole amebe unicellulari, alghe e batteri, che fino ad allora avevano attraversato il pianeta per più di 2 miliardi di anni.
Fino ad ora, si credeva che l’aumento dei livelli di ossigeno innescasse l’arrivo evolutivo di organismi marini più avanzati. Ciò è stato smentito dai ricercatori dell’Università di Copenaghen che lavorano insieme ai colleghi del Woods Hole Oceanographic Institute, dell’Università della Danimarca meridionale e dell’Università di Lund, tra gli altri.
Studiando la composizione chimica di antichi campioni di roccia provenienti da una catena montuosa dell’Oman, i ricercatori sono stati in grado di “misurare” le concentrazioni di ossigeno negli oceani del mondo da quando sono comparsi questi organismi multicellulari. Sfidando le aspettative, il risultato mostra che le concentrazioni di ossigeno sulla Terra non sono aumentate. In effetti, i livelli sono rimasti 5-10 volte inferiori a quelli odierni, che è all’incirca la quantità di ossigeno presente a due volte l’altezza del Monte Everest.
“Le nostre misurazioni forniscono una buona immagine di quali fossero le concentrazioni medie di ossigeno negli oceani del mondo in quel momento. Ed è evidente per noi che non c’è stato un aumento significativo della quantità di ossigeno quando la fauna più avanzata ha iniziato ad evolversi e a dominare la Terra. Infatti , c’è stata una leggera diminuzione”, afferma il professore associato Christian J. Bjerrum, che ha quantificato le condizioni che circondano l’origine della vita negli ultimi 20 anni.
Rivede la nostra comprensione delle origini della vita
Il nuovo risultato mette a tacere una storia di ricerca di 70 anni che avanza la centralità di concentrazioni di ossigeno più elevate nello sviluppo della vita più avanzata sul nostro pianeta.
“Il fatto che ora sappiamo, con un alto grado di certezza, che l’ossigeno non ha controllato lo sviluppo della vita sulla Terra ci fornisce una storia completamente nuova su come è nata la vita e quali fattori hanno controllato questo successo”, dice il ricercatore, aggiungendo:
“In particolare, significa che dobbiamo ripensare a molte delle cose che credevamo vere dall’apprendimento della nostra infanzia. E i libri di testo devono essere rivisti e riscritti”.
Rimane molto che i ricercatori non sanno, così come una pletora di polemiche. Pertanto, Bjerrum spera che il nuovo risultato possa spronare altri ricercatori in tutto il mondo a riconsiderare i risultati e i dati precedenti sotto una nuova luce.
“Ci sono molte sezioni di ricerca in tutto il mondo, anche negli Stati Uniti e in Cina, che hanno svolto molte ricerche su questo argomento, i cui risultati precedenti potrebbero rivelare nuovi importanti dettagli se interpretati sulla base del fatto che l’ossigeno non ha guidato lo sviluppo di vita”, dice il ricercatore.
L’assenza di ossigeno può aver favorito lo sviluppo
Quindi, se non ossigeno extra, cosa ha innescato l’esplosione di vita dell’era? Forse l’esatto contrario, spiega il ricercatore:
“È interessante che l’esplosione di organismi multicellulari avvenga in un momento con basse concentrazioni di ossigeno atmosferico e oceanico. Ciò indica che gli organismi hanno beneficiato di livelli più bassi di ossigeno e sono stati in grado di svilupparsi in pace, poiché la chimica dell’acqua ha protetto le loro cellule staminali in modo naturale, ” dice Christian J. Bjerrum.
Secondo il ricercatore, lo stesso fenomeno è stato studiato nella ricerca sul cancro, nelle cellule staminali umane e di altri animali. Qui, i colleghi dell’Università di Lund hanno osservato che bassi livelli di ossigeno sono fondamentali per tenere sotto controllo le cellule staminali fino a quando un organismo decide che la cellula deve svilupparsi in un tipo specifico di cellula, come una cellula muscolare.
“Sappiamo che gli animali e gli esseri umani devono essere in grado di mantenere basse concentrazioni di ossigeno per controllare le loro cellule staminali e, così facendo, svilupparsi lentamente e in modo sostenibile. Con troppo ossigeno, le cellule si svilupperanno e, nel peggiore dei casi, mutano selvaggiamente e muoiono. È tutt’altro che inconcepibile che questo meccanismo si applicasse allora”, conclude Christian J. Bjerrum.
Fossili dall’Oman
Nel nuovo studio, i ricercatori hanno analizzato campioni di roccia provenienti, tra l’altro, dalle montagne dell’Oman nel nord dell’Oman. Mentre oggi sono piuttosto alte e molto secche, le montagne erano sul fondo del mare durante la rapida fioritura della diversità degli organismi dovuta all’esplosione di Avalon.
I ricercatori hanno confermato le loro scoperte nei fossili di tre diverse catene montuose in tutto il mondo: le montagne dell’Oman (Oman), le montagne Mackenzie (Canada nordoccidentale) e l’area delle gole dello Yangtze nel sud della Cina.
Nel corso del tempo, l’argilla e la sabbia della terraferma vengono lavate nel mare, dove si depositano in strati sul fondo del mare. Scendendo attraverso questi strati ed esaminando la loro composizione chimica, i ricercatori possono ottenere un quadro della chimica degli oceani in un particolare momento geologico.
Le analisi sono state eseguite utilizzando gli isotopi di tallio e uranio trovati nelle montagne, da cui i ricercatori sono stati in grado di estrarre dati e, così facendo, calcolare i livelli di ossigeno di molte centinaia di milioni di anni fa.
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