Mikrobák segíthették elő a legnagyobb tömeges kihalást

Mintegy 252 millió évvel ezelőtt az óceáni élet több mint 96 és a szárazföldi létformák 70 százaléka tűnt el az úgynevezett perm végi kihalásban. A tömeges pusztulás rövid idő alatt, csupán 60 ezer év alatt következett be. A kutatók máig nem biztosak benne, mi váltotta ki az eseményt.

A kínai Mejsanhoz hasonló területekről ebből az időszakból származó kőzetek arról tanúskodnak, hogy a légköri szén-dioxid szintje a kihalás ideje környékén hirtelen nagyon megnövekedett. Az üledékminták szerint emellett a földtörténet legnagyobb arányú vulkanizmusa játszódott le – az úgynevezett szibériai platóbazalt-kitörések -, mely elegendő mennyiségű lávát termelt egy, az Egyesült Államoknak megfelelő földterület beborításához – mondja Gregory Fournier, a kutatás társszerzője. Ennélfogva sokan úgy hiszik, hogy a szibériai platóbazalt termelte a többlet szén-dioxidot, és megfojtotta a földi élővilágot.

Csakhogy ha vulkánkitörések váltották ki a tömeges pusztulást, a karbon mennyiségében eltolódásoknak kellene megmutatkozniuk, mivel a nagyobb felduzzadásokat fokozatos csökkenések követik. Ehelyett azt figyelték meg, hogy a szén-dioxid-szintek az exponenciálisnál gyorsabb ütemben emelkedtek, ez pedig biológiai kiváltó okra utal.

A kutatók fontolóra vették, vajon okozhatták-e a szén-dioxid-többletet metántermelő baktériumok, különösképpen a Methanosarcina nemzetség. Felállított elméletük szerint az acetáttal táplálkozó mikrobák hatalmas mennyiségű metánt termeltek, amelyet más mikrobák szén-dioxiddá alakítottak. Az utóbbi folyamat felemészthette a légkörben lévő szabad oxigén mennyiségét. Az oxigénszegény körülmények pedig olyan események egész láncolatát indíthatták be, melyek következtében ellehetetlenült a földi élet.

A kutatócsapat génmutációk arányának vizsgálatával becsülte meg, hogy a Methanosarcina nemzetség mintegy 250 millió évvel ezelőtt tett szert az acetát feldolgozásához szükséges génekre. Ahhoz, hogy ilyen gyorsan hatalmas mennyiségű metánt állítsanak elő, a mikrobáknak kritikus anyagcsere-funkcióikhoz bőséges nikkelellátmányra is szükségük volt.

A geológiai üledékek vizsgálata során azt is feltárták, hogy az akkoriban jellemző vulkáni aktivitás a nikkel arányának átmeneti emelkedését eredményezte. A vulkanizmus felelt az óceánokban az oxigénszegény feltételek kezdeti kialakulásáért is, ami meggátolta, hogy a normál mikrobaközösségek lebontsák a karbont, így hatalmas mennyiségű acetát halmozódott fel.

Itt lép be a képbe a Methanosarcina nemzetség. Újonnan megszerzett képességükkel az acetát lebontására megsokasodtak, és még több metánt állítottak elő. A metántermelés pozitív visszacsatolási hurkot képezett, súlyosbította az oxigénszegény körülményeket, amelyek eredendően lehetővé tették a mikrobák dominanciáját.

Az eredmények azt sugallják, hogy a szibériai platóbazalt-kitörések elősegíthették a metántermelő mikrobák tömeges virágzását, aminek folyományaként a szén-dioxid-szint az égbe szökött, elsavasítva az óceánokat – mivel az oldott szén-dioxid szénsavvá változik a tengerben -, felmelegítve a bolygót és mérgezve a légkört. És bár a baktériumok nagy szerepet játszottak a folyamatban, a kutatók szerint valószínűleg egymástól függő események egész láncolata idézte elő a katasztrofális mértékű hanyatlást. Fournier szerint az összes földi ökoszisztéma igen hosszú távú, egymást követő zavara válthatta ki a kihalást.

A metántermelő baktériumok mennyisége mintegy 100 ezer év elteltével csökkent, de a károkozás már megtörtént, és további 30 millió évre volt szükség, hogy a változatos élővilág regenerálódjon.

Az eredményeket a Proceedings of the National Academy of Sciences folyóirat közölte - tájékoztat a Híradó.hu portál.