Αν υπάρχει ένα μέρος που να μπορεί να ακουστεί το Τραγούδι της Φωτιάς και του Πάγου, αυτό είναι η Ισλανδία. Οι αιώνιοι παγετώνες που καλύπτουν το 10% της επιφάνειάς της συνυπάρχουν μαζί με περισσότερα από 30 ενεργά ηφαίστεια. Και κάποιες φορές το κάνουν κυριολεκτικά. Διασχίζοντας τις απέραντες παγωμένες εκτάσεις, εντελώς ξαφνικά συναντάς μια θερμή λίμνη νερού, σχηματισμένη από κάποιο ηφαίστειο, του οποίου η θερμότητα κατάφερε να τρυπήσει τον παγετώνα και να σχηματίσει μια όαση θερμών υδάτων στη μέση μιας ερήμου από πάγο.
Έχοντας λοιπόν αυτά κατά νου, ξεκινάμε την εξερεύνησή μας.
Στον καιρό των πάγων
Στο προηγούμενο άρθρο αφήσαμε τη Γη σκεπασμένη εξολοκλήρου από πάγο. Η πλειοψηφία των ειδών ζωής που έχουν επιζήσει χρησιμοποιούν το φως του ηλίου ως πηγή ενέργειας. Και με τις θάλασσες καλυμμένες από ένα παχύ, αδιαφανές στρώμα πάγου, η επιβίωσή τους μοιάζει αδύνατη.
Και πράγματι, θα ήταν. Αλλά διάσπαρτες σε όλη την επιφάνεια της παγωμένης Γης, ανακαλύπτουμε τη μια μετά την άλλη μικρές θερμικές λίμνες γύρω από ενεργά ηφαίστεια. Οι τεκτονικές πλάκες συνεχίζουν την αέναη κίνησή τους και η πίεση της θερμότητας κάτω από το φλοιό της Γης, βρίσκει διέξοδο τρυπώντας τον πάγο σε πολλά σημεία. Η ζεστασιά του μάγματος των ηφαιστείων δημιούργησε σε πολλά σημεία της Γης μικρές οάσεις ρηχών υδάτων. Και η ζωή, βρήκε σε αυτές το καταφύγιο που χρειαζόταν. Πριν, τα φωτοσυνθετικά βακτήρια είχαν ολόκληρο τον κόσμο στη διάθεσή σου για να ευδοκιμήσουν. Τώρα περιορίζονται σε λιγοστές αποικίες γύρω από μικρά καταφύγια, καταφέρνοντας μόνο να επιβιώσουν.
Κάτι που, για τη συνέχεια, είναι υπεραρκετό.
19 Μαρτίου
– 1.900.000.000 χρόνια Α.Σ.
Το τέλος των παγετώνων
Οι ελάχιστοι πληθυσμοί ζωής διαχέουν στην ατμόσφαιρα αμελητέα ποσότητα οξυγόνου. Σε αντίθεση, τα πανταχού παρόντα ηφαίστεια γεμίζουν την ατμόσφαιρα αργά, αλλά σταθερά, με μεθάνιο και διοξείδιο του άνθρακα. Είναι μια διαδικασία που διήρκεσε περισσότερα από 200 εκατομμύρια χρόνια, το τέλος της όμως βρίσκει τη Γη με μια πυκνή ατμόσφαιρα που αρχίζει να διατηρεί τη θερμότητα των ακτίνων του ήλιου. Η θερμοκρασία σταδιακά αυξάνεται. Τα πρώτα ρήγματα πάγων θερμαίνουν τους ωκεανούς. στέλνοντας τους όλο και πιο αραιούς παγετώνες πίσω στους πόλους.
Και με αυτά, η ζωή επιτέλους απελευθερώνεται. Οι ελάχιστοι εναπομείναντες πληθυσμοί έχουν έναν ολόκληρο, άδειο κόσμο στη διάθεσή τους να εξαπλωθούν.
Και είναι κάτι που θα το συναντήσουμε κι αργότερα. Ένας κόσμος άδειος είναι ένας κόσμος γεμάτος ευκαιρίες για τη ζωή. Με πρακτικά απεριόριστες πηγές τροφής, η ζωή μπορεί να εξαπλωθεί παντού. Να αλληλεπιδράσει με νέα περιβάλλοντα, να προσαρμοστεί σε αυτά και τελικά, να εξελιχθεί σε νέες μορφές.
Σε λίγα εκατομμύρια χρόνια η ζωή έχει δημιουργήσει περισσότερα είδη απ΄ ό,τι τα προηγούμενα εκατοντάδες. Αλλά ένα από αυτά είναι μοναδικό. Τόσο, που εύκολα μπαίνει κάποιος στο πειρασμό να το χαρακτηρίσει ως θαύμα. Δεν μπορούμε να πούμε και πολλά για τη δημιουργία του, ενώ μόνο μια εκτίμηση μπορούμε να κάνουμε για τη πρώτη του εμφάνιση[1].
Υπάρχει όμως μια ιστορία που μπορούμε να τη διηγηθούμε.
21 Μαρτίου
– 1.850.000.000 χρόνια Α.Σ.
Ευκαρυωτικά κύτταρα
Κάτι που χαρακτηρίζει τα, εξελιγμένα πλέον, φωτοσυνθετικά κύτταρα, είναι η ευκολία με την οποία μεταλλάσσονται. Πολλαπλασιάζονται σε τεράστιους αριθμούς, έτσι οι μεταβολές στο DNA κάποιων από αυτά μετά από ένα διπλασιασμό του, είναι συχνές. Αν κάποια μεταβολή είναι βολική για ένα βακτήριο, η μεταβολή αυτή όχι μόνο κληρονομείται στις επόμενες γενιές βακτηρίων, αλλά μεταφέρεται και στα υπόλοιπα βακτήρια με έναν εξαιρετικά απλό τρόπο. Τα βακτήρια ακουμπούν απλά το ένα το άλλο, ανταλλάσσοντας γενετικό υλικό.
Μια χρήσιμη μετάλλαξη σε ένα βακτήριο, μεταφέρεται γρήγορα στην υπόλοιπη αποικία. Και μια εξαιρετικά τέτοια χρήσιμη μετάλλαξη, επέτρεψε σε κάποιες αποικίες βακτηρίων να μετατραπούν σε θηρευτές άλλων βακτηρίων.
Δεν είναι όμως αυτή η μετάλλαξη που μας ενδιαφέρει.
Στρες
Ένας άδειος κόσμος γεμάτος διαφορετικά περιβάλλοντα και γεμάτος τροφή, είναι ένας κόσμος ευκαιριών για την ίδια ζωή, όχι όμως και για τα μέλη της. Η ζωή γέμισε και πάλι τους ωκεανούς σε τέτοιους αριθμούς αλλά και με τόσα πολλά είδη, που η διαβίωση για πολλά είδη βακτηρίων πιθανότατα έγινε δύσκολη. Νέα είδη γίνονται θηρευτές τους και τα αναγκάζουν να αλλάξουν περιβάλλον βρίσκοντας πιο ήσυχη διαβίωση σε μεγαλύτερα βάθη, ίσως κοντά σε θερμικές πηγές ενέργειας. Όπου εκεί όμως, εξακολουθούν να βρίσκονται οι αριθμητικά πολύ μικρότεροι, υπαρκτοί όμως πληθυσμοί των αρχαίων, χημικών βακτηρίων.
Τα βακτήρια αυτά βρίσκονται σε διαφορετικό κλάδο εξέλιξης από τα φωτοσυνθετικά εδώ και δισεκατομμύρια χρόνια, έτσι δεν μπορούν να αλλάξουν γενετικό υλικό μεταξύ τους. Κάποια από αυτά όμως είναι εδώ κι εκατομμύρια χρόνια θηρευτές τους: είναι πιο εύκολο να παίρνεις την έτοιμη χημεία των βακτηρίων, παρά να διασπάς βράχους και θειικές ενώσεις που αναβλύζουν από τη Γη για να καταναλώσεις τα χημικά που χρειάζεσαι.
Έτσι, όταν το περιβάλλον τους περιστοιχίζεται από γευστικότατα κι ενεργειογόνα φωτοσυνθετικά βακτήρια, τα καταναλώνουν σε μεγάλους αριθμούς.
Κι αν κάποια στιγμή, κάποιο από τα φωτοσυνθετικά βακτήρια που βρέθηκε στο εσωτερικό του αρχαίου, κατάφερε να παραμείνει ζωντανό;
Συμβίωση
Κάτι τέτοιο θα ήταν ευτύχημα και για τα δύο είδη. Αν πράγματι συνέβαινε, τότε το αρχαίο βακτήριο δεν θα είχε στη διάθεσή του μόνο τη τροφή που μόλις θα είχε καταναλώσει. Αλλά θα είχε μια συνεχόμενη πηγή ενέργειας, από τα χημικά στοιχεία που θα απέβαλε το φωτοσυνθετικό βακτήριο – το οποίο μη ξεχνάμε, εξακολουθεί να μεταβολίζει διαρκώς από το φως του ηλίου!
Αλλά και το φωτοσυνθετικό βακτήριο από την άλλη, δεν θα ήταν απλά ένας αιχμάλωτος που θα παρείχε συνεχώς τροφή στον δεσμώτη του. Μη ξεχνάμε ότι η ζωή, σε αυτή την, ακόμη αρχέγονη μορφή της, το μόνο που “επιθυμεί” είναι να υπάρχει! Και τι ασφαλέστερο μέρος να υπάρχεις, από ένα θύλακα που σου προσφέρει πλήρη προστασία από τα υπόλοιπα βακτήρια, χημικά ή μη; Το βακτήριο που επέζησε στο εσωτερικό του αρχαίου βακτηρίου, είχε κάθε λόγο να προσαρμοστεί στη ζωή αυτή. Και μάλιστα, να μεταφέρει το γενετικό του υλικό στα υπόλοιπα φωτοσυνθετικά βακτήρια, ώστε να μπορέσουν να επιβιώσουν όταν θα φαγωθούν από κάποιο άλλο αρχαίο, χημικό.
Τα δύο αυτά βακτήρια, το αρχαίο, χημικό – δεσμοφύλακας και το φωτοσυνθετικό – φυλακισμένος, έχουν εντελώς διαφορετικό DNA. Αλλά προσαρμόστηκαν κι εξελίχθηκαν τόσο καλά σε αυτής της μορφής συμβίωση, ώσπου κάποια στιγμή… διαιρέθηκαν ταυτόχρονα, σε ένα νέο οργανισμό που περιείχε απογόνους και από τα δύο βακτήρια, στην ίδια μορφή: δεσμώτης και φυλακισμένος, απόγονοι και οι δύο ενός καθ΄ όλα πανομοιότυπου με αυτά οργανισμού.
Και κάπως έτσι, βρισκόμαστε μπροστά στο πρώτο ευκαρυωτικό κύτταρο. Τον μηχανισμό που θα μεταμορφώσει τη ζωή και τον ίδιο το πλανήτη. Αυτό που σταδιακά, θα αποκτήσει την ικανότητα να αφήνει απογόνους που να εκτελούν διαφορετικές λειτουργίες από το ίδιο. Τον οργανισμό που θα εκτοξεύσει τη ζωή από τα απλά βακτήρια, στους πολυκύτταρους οργανισμούς, τα φυτά και τα ζώα. Και που σε βάθος χρόνου, θα επιτρέψει σε κάποιους από αυτούς να μαθαίνουν πως συνέβησαν όλα αυτά.
Ταχεία εξέλιξη
Είμαστε ακόμη στο μεσημέρι της 21ης Μαρτίου. Σε πραγματικό χρόνο δεν έχουν περάσει περισσότερα από 50 εκατομμύρια χρόνια και τα νέα κύτταρα, έχουν ήδη εξελίξει τις λειτουργίες τους. Δεν έχουν αναπτύξει ακόμη πολυπλοκότητα αλλά γνωρίζουμε τι γίνεται σε τέτοιες περιπτώσεις. Η εξέλιξη θα είναι τόσο γρήγορη που πολύ σύντομα, στις θάλασσες θα κυριαρχούν οι πρώτοι πολυκύτταροι οργανισμοί. Νέες μορφές σύντομα να αναδύονται από παντού, διαφορετικοί κλάδοι της εξέλιξης θα δημιουργούν νέα είδη και σε τέτοιους αριθμούς, που σύντομα αναμένουμε να κατακλύσουν και τη στεριά.
Αλλά.
Κάτι πηγαίνει στραβά. Είμαστε ακόμη 1,8 δισεκατομμύρια χρόνια πριν από το χρόνο μας. Και γνωρίζουμε ότι αυτά που μόλις σκεφτήκαμε και περιγράψαμε παραπάνω, συμβαίνουν σε περισσότερο από ένα δις χρόνια από τώρα ή αλλιώς, σε μόλις 800 εκατομμύρια χρόνια πριν από το χρόνο μας. Τι έγινε; γιατί δεν εξελίχθηκε η ζωή; Πήγε κάτι στραβά, έπαθαν κάτι τα νέα αυτά κύτταρα; Γιατί άργησαν τόσο να εκπληρώσουν τη μοίρα τους, τι έκαναν όλον αυτό το καιρό;
Και τι είναι αυτό το φωτεινό αντικείμενο που πλησιάζει από ψηλά, μεγαλώνει τόσο γρήγορα κι ετοιμάζεται να συγκρουστεί με τη Γη;
Το πιο βαρετό δισεκατομμύριο
Ένας κομήτης ετοιμάζεται να συγκρουστεί με τη Γη. Η σύγκρουση θα είναι τόσο σφοδρή, που θα ανοίξει στα ρηχά των ωκεανών που θα καταπέσει τον τρίτο μεγαλύτερο σε έκταση κρατήρα που έχει ποτέ δημιουργηθεί ως τις μέρες μας.
Κι ενώ ένας τεραστίου μεγέθους μετεωρίτης – ή κομήτης – συνήθως δεν είναι κάτι καλό για τα μεγάλα θηλαστικά, σε γενικές γραμμές αφήνει ανεπηρέαστη τη ζωή στο επίπεδο των βακτηρίων.
Και πράγματι έτσι συμβαίνει. Ο συγκεκριμένος όμως δεν άφησε ανεπηρέαστη την ίδια τη Γη. Και τη επηρέασε τόσο δραστικά, που για το επόμενο ένα δισεκατομμύριο χρόνια δεν συνέβη τίποτε επάνω σε αυτή.
Στο επόμενο άρθρο παρακολουθούμε αυτό που, οι γεωλόγοι, ονομάζουν ως “το πιο βαρετό δισεκατομμύριο“. Θα δούμε πως είναι δυνατόν σε ένα κόσμο διαρκών αλλαγών, να συμβαίνουν τόσα λίγα για τόσο πολύ.
Σημειώσεις
[1] Οι πηγές που μπορώ να χαρακτηρίσω αξιόπιστες διαφωνούν στο πότε περίπου είναι πιθανόν να εμφανίστηκαν τα πρώτα ευκαρυωτικά κύτταρα και δυστυχώς, δεν έχω βρει κάποιο πρόσφατα δημοσιευμένο paper που να διαφωτίζει σε αυτό το σημείο. Τα αρχαιότερα ευρήματα δείχνουν 1,8 δισ. χρόνια και αμέσως μετά το λιώσιμο των πάγων. Κάποιες άλλες πηγές όμως υποστηρίζουν ότι αυτό μπορεί να έχει συμβεί έως και 2,4 δις χρόνια από σήμερα. Ενώ τέλος, αν κάποιος εικάσει ότι η διαδικασία που βλέπουμε στη συνέχεια έγινε στη διάρκεια της εποχής των παγετώνων, όπου αρχαία και φωτοσυνθετικά μικρόβια συνυπήρχαν σε ίδια ενδιαιτήματα, θα βρίσκαμε και αυτή την εικασία λογική.
Δεν γνωρίζω όμως αν, για κάτι από τα παραπάνω, έχουμε στη διάθεσή μας κάτι περισσότερο από εύλογες εικασίες. (up)
