A vida sob o gelo - Os períodos de glaciação

A fronteira entre o vivo eo inanimado

A vida é um processo químico no qual os organismos vivos são derivados. A matéria da vida está presente na Terra é certamente em outros lugares do universo há bilhões de anos.
Em meteoritos orgânicos, os materiais mais antigos, os cientistas são os princípios básicos da vida que têm alimentado a "sopa primordial" na Terra, há 4 bilhões de anos.
A vida começou a se proteger no interior das membranas celulares, a vida na Terra é tão celular.
Uma mistura de compostos orgânicos simples como as contidas em um meteorito carbonosos podem formar as membranas celulares e isso tem contribuído para a formação das primeiras células na Terra primitiva.
Os cientistas prevêem os estágios iniciais de criação as primeiras células vivas, mas muito velho moléculas orgânicas e as membranas celulares não revelam quase nada da passagem misteriosa da matéria à vida.
O que é certo é que nós somos feitos de matéria, mas, ao mesmo tempo, vamos distinguir. O que nos diferencia da matéria é que estamos vivos, e não inertes.

Dizemos que um organismo está vivo se ele pode se alimentar, crescer e se reproduzir, para passar o tempo. Como a vida é química e tem sua origem na matéria morta, por que não encontrar ninguém a fronteira precisa entre vivos e inanimados?
Um vírus, por exemplo, é um conjunto de átomos inertes, ela está morta e ele ainda age como um organismo vivo, reprodução e mutante, quando infecta uma célula.
O morto e os vivos é estranhamente similar no cristal que cresce e se multiplica, sendo inerte.
Archaea, são células 10 vezes menores que as bactérias e sua seqüência de DNA, mostra que eles estão mais próximos do primeiro organismo vivo do que bactérias. Elas são encontradas na Terra que vivem em condições extremas, o que demonstra sua capacidade fenomenal para se adaptar.
É por isso que os pesquisadores estão tentando eliminar a maior quantidade de informações armazenadas em seu DNA, para manter um organismo vivo "mínimo" e atingir a fronteira entre vida e inanimados.

Imagem: Os microrganismos metanogênicos são no ramo de Archaea e estão produzindo metano. Este gás tem desempenhado um papel importante na evolução.

O reino dos vivos

Os fungos, animais, plantas estão reunidos no mesmo ramo da árvore da vida, membros ou núcleos de células eucarióticas.
As bactérias representam a vida em sua mais simples e ainda pode crescer e multiplicar a velocidade muito alta. As bactérias formam o segundo ramo da árvore, que de células sem um núcleo ou eubactérias (verdadeiras bactérias). Os archaea representan outro ramo distinto da árvore. Os cientistas classificam o mundo vivo em três partes, mas o código genético que pode ser encontrada em qualquer lugar na Terra, é único.
Portanto, há apenas uma forma de vida na Terra e não temos outro exemplo de vida baseada em uma composição química diferente ou outro código genético.
Será que estamos sozinhos no universo é uma grande questão, mas é difícil que passou a acreditar que existe vida na Terra, onde quer que haja água líquida, há uma possibilidade de vida mesmo sob a crosta gelada de planetas ou satélites dos planetas.
A vida prospera em lugares onde até mesmo a energia do Sol não consegue penetrar, vemos em nosso planeta. Os mais antigos fósseis de bactérias são muito antigas, datando de 3,5 bilhões de anos, são os mais antigos vestígios de vida terrestre.
As rochas mais antigas da Terra data de 3,9 bilhões de anos e as informações neles contidas, que mostram sinais de vida.
Se a assinatura de vida está presente em rochas mais antigas é que a vida começou muito cedo com essa complexidade. Alguém pode imaginar que ele surge nos planetas, porque a vida está intimamente ligada com os planetas.

A vida na Terra foi orientada em uma direção sobre as alterações ambientais, estresse e mutações genéticas acidental, deixando o caminho para algumas espécies de favorecer outros.
As espécies bem adaptadas ao seu ambiente continue seu caminho e se reproduzir. A árvore evolutiva mostra a extrema diversidade de vida que foi organizada a partir da indústria de celulares e ainda o 3 para 30 milhões de espécies estimada atualmente representam apenas 1% de todas as espécies com viveram na Terra.
As bactérias se especializar e evoluir com grande rapidez para se adaptar e vida poderia começar de novo, a partir dessas células simples.
Contingência impedir a árvore da vida, a evoluir da mesma maneira, ele nunca irá retornar para o mesmo caminho evolutivo, de modo que tudo tinha que começar do zero. Para entender a vida, temos de encontrar outra forma de vida a que nos comparar, pois somos prisioneiros de nossa árvore da vida e não podemos perceber os outros. Isso nos impede de imaginar outra forma de vida em um planeta além da Terra.
Nossa Via Láctea contém cerca de 140 bilhões de estrelas, além dos bilhões de galáxias também contêm 100 bilhões de estrelas e todas as estrelas abrigam planetas em torno delas, que provavelmente levar a vida de outra forma.
Deve haver um número infinito de mundos no universo e os outros mundos são, provavelmente, habitado por vida, mas como reconhecer?
O Universo é o portador da vida e algo que nos conecta com o assunto, uma conexão cósmica que nós atualmente imaginamos.

Imagem: Árvore da vida, segundo o microbiologista americano Carl Woese Richard, que definiu em 1977, o domínio Archaea, um dos três domínios da vida ou reinado.

Muito longos períodos de tempo na Terra

O Hadeano, começa com a criação da Terra, e termina no início da vida, ou seja, de -4,5 a -3.900 milhões ano é a divisão o mais antigo do tempo geológico, pré-cambriano (tempo da Terra).
O arqueano é a segunda época geológica pré-cambriana. Ele se estende de cerca de -3,9 a -1.900 milhões anos. Este período viu o surgimento dos oceanos e chuva que durou centenas de milhões de anos eo aparecimento de organismos unicelulares procariontes.

O Proterozóico é a terceira época geológica pré-cambriana. Ele se estende de cerca de -1,9 a -0540000000 anos. Este aeon, vê o surgimento de organismos multicelulares.
O éon Fanerozóico está cobrindo os últimos 542 milhões anos. Começou o período Cambriano geológicas, e vê o surgimento de pequenos animais e sem casca, em seguida, a explosão do desenvolvimento da vida animal variou, até hoje.

Períodos de glaciação intensa

A Terra tem sido longo e intenso período de glaciação durante a sua história, entre esses períodos, duas delas são particularmente importantes na evolução da vida na Terra. Em todos os continentes, o nosso planeta manteve os traços da sua glaciações passado, o gelo parece ter coberto às vezes, quase todo o planeta.
A primeira glaciação importante na evolução da vida é que dos Rhyacien que se situa entre 2300 e 2050 milhões de anos. A segunda grande glaciação na evolução da vida é que dos Criogeniano localizado entre -850 a -630.000 mil anos. Há 2,2 bilhões anos, a Terra estava completamente coberta de gelo ea temperatura média chegou a -50° C na superfície. Os oceanos foram congeladas a uma profundidade de 1000 metros. Há 750 milhões de anos atrás, um outro episódio de glaciação intensa aconteceu de novo, esses dois episódios têm permitido a vida a dar grandes saltos para a frente na evolução que um dia dar à luz as organizações que conhecemos hoje. No central Park e à New York, são encontrados os blocos erráticos Um bloco errático é, em geologia e em géomorphologie, um fragmento de rocha relativamente grande e movido por um glaciar, por vezes, em longas distâncias. Durante a fusão da geleira, o errático é abandonado no local. , que não se assemelham as rochas circundantes, transportados em grandes distâncias e abandonado no local. Estas são as geleiras da última glaciação grande que foram derrubadas e mudou-se com eles, toda seções das montanhas. Estas análises provam que este lugar foi ocupado por glaciares.
Os cientistas têm procurado sites idênticos pontilhados com análises e encontraram em todos os lugares do continente.

A deriva dos continentes definir com precisão a latitude, geleiras. É a lava, que retêm suas propriedades magnéticas, que os pesquisadores foram capazes de reconstruir a cobertura de gelo em terra. Fluxos de lava, 2,2 bilhões de anos, foram encontrados na África do Sul. Testes de amostras localizado nesta lava no Equador perto de latitude, o que significa que todo o planeta foi gelado. Isso é reproduzido durante o período glacial que teve lugar entre 850 a-630 milhões de anos atrás.
Estes dois episódios da grande glaciação são incomparáveis com a última glaciação, que teve lugar, 120 000 anos atrás, muito mais catastróficos. Esta última glaciação fortemente afetado o curso da evolução, o derretimento do gelo que seguiu, precipitou o planeta em um intenso aquecimento, promovendo o surgimento de novas formas de organismos vivos. Grandes glaciações assim cobrimos la planeta de 1000 metros de gelo, para baixo para o Equador no momento e os oceanos foram congelados até 1000 metros de profundidade, esta teoria é conhecida como a bola de neve de terra (snowball Earth).

N.B.: O metano é um gás com efeito de estufa muito mais potente do que o dióxido de carbono, ele desempenhou um papel importante para o aquecimento da terra, após o período de intensa glaciação que ocorreu 2. 2 bilhões de anos atrás.

Imagem: Bactérias Methanococcus jannaschii.
As bactérias são avançadas organizações. Metanogênese organismo tem sido isolado de fumeroles hidrotermais m localizado 2600 profundidade no Oceano Pacífico. Esta bactéria anaeróbica, usa hidrogênio e dióxido de carbono, como uma fonte de energia e de metano (CH4) produto.
Ela vive a uma temperatura entre 48 ° C, a 94 ° C e a extrema pressão, pressão da Terra de 250 vezes.

Terra "bola de neve"

Cerca de 750 milhões de anos atrás, a terra seria atravessaram os tempos antigos sob a forma de uma bola de gelo cósmico, como Thétys ou Rhéa, as luas de Saturno ou Júpiter lua Europa.
Em todos os continentes, nosso planeta manteve os traços do seu passado glacial onde o gelo parece ter coberto quase todo o planeta. Esta teoria é conhecida como a Glaciação de bola de neve (snowball Earth).
As causas desse evento clima principais são mal conhecidas, mas após este evento que organismos multicelulares fez sua aparição na terra.
Duas equipes do CNRS e o CEA foram capazes de modelar a escala de milhões de anos, a l' évolution evolução do ciclo do carbono, clima e a posição dos continentes, explicando quantitativamente este glaciação. Foi em 1992 e 1998 que os cientistas, a hipótese de que a terra teria sido Proterozóico final, um intenso período glaciar. Geleiras continentais e gelo oceano seriam atingiram o Equador como indicado por depósitos glaciares característicos encontrados em todos os continentes.
A hipótese adoptada por esses especialistas, é uma diminuição da concentração de CO2 da atmosfera. Qual foi a causa desta diminuição do CO2? Os autores desta publicação mostrou que a dissolução do super continente Rodínia foi capaz, por si só, fazer com que tais resfriamento do planeta.
Há 800 milhões de anos, na era do neo-Proterozóico, pequenas continentes do super continente Rodínia, reuniram-se perto do Equador, entre latitudes 60° n e 60° Sul, está quebrado.
É sob o efeito de uma atividade vulcânica gigantesca que blocos dispersar e desenhar gradualmente os continentes que conhecemos hoje.
As entradas e intervalo de oceano aparecerem, Criando fontes costeiras molhados, enquanto atividade vulcânica continua o seu trabalho, cobrindo a superfície dos continentes de magma basáltico.
Quando superfícies basálticas estão corroendo sob a influência da umidade, eles usam 8 vezes mais carbono do que uma mesma superfície granítica.
É este consumo de carbono que faz com que a queda do CO2 atmosférico, que gradualmente, depositados sob a forma de carbonatos sedimentares, no fundo dos oceanos.
Quando o limite é atingido, isso dispara um resfriamento repentino.

O planeta perderá aproximadamente 50° Celsius, em média e para quebrar uma camada de gelo, mais do que um quilómetro espesso. Neo-Proterozóico glaciação seria a consequência natural da divisão de Rodínia em latitudes mais baixos e médios.
Esta glaciação é desaparece um grande número de microorganismos marinhos, mas a vida tenaz para casas perto do Oceano hot springs.
Durante milhões de anos, actividade vulcânica cria nichos mais continentais que permitirão uma explosão de diversidade do macroorganismes.
Continuando a liberação de dióxido de carbono para a atmosfera, os vulcões vão subir a temperatura para derreter qualquer gelo. Um mundo de macroorganismes rico quentes e úmidos, pouco a pouco, substitui o mundo congelado daquela época distante. Novas formas de vida apareceram.
Estes novos continentes polvilhadas todo o planeta, o prolongado isolamento irá enriquecer a seleção das espécies e preencher a terra com uma multiplicidade de agências, também originais do que os outros.

É a explosão do pré-cambriano vida!

Imagem: simulação do supercontinente Rodínia, para lá são 750 milhões de anos, de Torsvik (2003).

Imagem: Cerca de 750 milhões de anos atrás, a terra seria atravessaram os tempos antigos em forma de bola de neve cósmica (imagem do artista).

Como é a terra mais quente?

Cerca de 750 milhões de anos atrás, a Terra girava em torno do Sol, sob a forma de uma bola de gelo cósmico. Em todos os continentes, nosso planeta manteve os traços do seu passado glacial onde o gelo parece ter coberto quase todo o planeta.
Esta teoria é conhecida como a Glaciação de bola de neve (snowball Earth).
Um dos cenários prováveis de global warming, é o efeito de estufa que teria permitido o mundo fora de seu estado lento.
Continuando a liberação de dióxido de carbono para a atmosfera, os vulcões ir a subir a temperatura para derreter qualquer gelo.
Apesar dos glaciares que descendem para o Equador, actividade vulcânica continuou a emissão de dióxido de carbono (CO2) na atmosfera, erupções vulcânicas piercing calotas de gelo.
Quando a concentração de dióxido de carbono foi suficiente, o efeito de estufa começou a dissolução, libertando a terra da sua aderência de gelo.
Os cientistas acreditam que é, esse efeito de estufa, que foi elevar a temperatura da terra, acima de 0° Celsius.
O dióxido de carbono (CO2 atmosférico) há muito tempo tem mantido a uma temperatura da terra, que tem ajudado muitos micróbios para desenvolver.
Os primeiros vestígios de vida bacteriana na terra são datados para 3,5 bilhões de anos, desde os famosos estromatólitos, stacks de fósseis de cianobactérias.
Há ainda na Austrália, de tais construções de bactérias, ainda vivas.

N.B.: cianobactérias que produzem oxigênio em abundância, fazer com que a precipitação de metano nas profundezas dos oceanos. Na presença de oxigênio, precipita-se metano.
Como micróbios poderiam sobreviver vários períodos glaciais de dezenas de milhões de anos?
Sob o gelo existem pontos quentes ao longo de falhas geológicas, que remonta ao calor das profundezas da terra.
É nestas fontes de água quente-se são abrigadas cianobactérias e quantidades de outras bactérias que beneficiaram de nutrientes produzidos por cianobactérias. Após este último grande glaciar, tornou a vida um enorme salto evolutivo, uma multiplicidade de formas de vida macroscópicas aparecem, na Namíbia, na Líbia, Rússia, Austrália, em centenas de organismos fósseis de algumas dezenas de centímetros por ter descoberto, esta fauna é conhecida como a fauna Ediacarano.
A fauna encontrada no sul da Austrália, mostra fósseis de animais conhecidos primeiros, de tamanho visível, hoje ausentes animais.

Imagem: fumeroles de hidrotermais, hot spots, ao longo de falhas geológicas. Este mundo quente e úmido no fundo dos oceanos, permite a sobrevivência dos microorganismos, durante grandes catástrofes naturais, tais como tempos de intensa glaciação.

A fauna de Ediacara

A fauna de Ediacara consiste de animais mais antigos conhecidos de tamanho visível. Data do Pré-Cambriano, mais especificamente a fauna de Ediacara, no último período geológico da era do Proterozóico (ver Tabela eras, acima).
Ela deve seu nome aos montes Ediacara, situada a 650 km ao norte de Adelaide, na Austrália.
É nesses montes que nós descobrimos que os primeiros fósseis de organismos marinhos complexos. Eles apareceram no final do Pré-Cambriano, há cerca de 565 milhões de anos. Mas esses organismos arcaico não ter sobrevivido à explosão cambriana, que viram novas espécies aparecem mais próximos daqueles que conhecemos. Nós encontramos os fósseis mostram uma centena de espécies de soft-bodied, organizações complexas.
Os fósseis destes animais são deixaram marcas da sua forma de sedimentos antigos. Estes sedimentos foram preservadas pela ação dos tapetes microbianos que tenham endurecido a superfície, formando uma espécie de molde.
Apesar do grande número de registros fósseis que os cientistas, não podemos, porque as praias do tempo geológico, para ver como progressiva evolução de uma espécie.
Cada espécie surge de repente. As formas de transição ainda pertencem à imaginação humana, pode encontrar semelhanças entre as espécies.

Imagem: Charnia, o mais antigo fóssil conhecido de um organismo complexo (-575 000 000 anos).

Imagem: Spriggina floundersi, onde vimos um antepassado de trilobites.

Imagem: Kimberella em dipleurozoaire apresentando algumas "semelhanças"com o molusco atual.

O oxigênio tem impulsionado a evolução da vida

Há 3,5 bilhões de anos, os únicos organismos na Terra são as bactérias. Por que as organizações têm mudado de tamanho após a segunda era do gelo?
Antes do advento da vida, de oxigênio foi praticamente ausente da atmosfera.
Há 2 bilhões de anos, no início do período Proterozóico chamado pelos geólogos, torna-se um gás dominante.
O oxigênio, essencial para o ciclo de vida, surgiu após a primeira grande glaciação, que estava presente apenas de 1% após a segunda era do gelo, há 600 milhões de anos atrás, os cientistas acreditam que representou 20% da atmosfera, quase como hoje.
Como é o oxigênio apareceu?
Vulcões contêm dióxido de carbono que se dissolve nos oceanos, mas a idade do gelo, ele se acumula na atmosfera, passando lentamente através do efeito estufa, a temperatura média de -50 ° C a +50° C .
O derretimento do gelo é extremamente rápido e, em seguida, o aquecimento tem sido decisivo na história de vida. O efeito de estufa continua, outra catástrofe de grandes proporções devastou a terra, após os episódios de glaciação principais.
Tempestade Alto devastou a costa e os traços quentes do oceano os nutrientes ricos das profundezas. Quando os raios do Sol para trás e iluminar a superfície, as cianobactérias, que tinha resistido, em ação e invade os oceanos.
Eles realizam a fotossíntese aeróbica e pode converter a energia luminosa em energia química utilizada pelas células, através da fixação de dióxido de carbono (CO2) e liberando oxigênio (O2).
Um mundo rico em oxigênio nasceu, gerando maiores sets vivos.
É através do oxigênio que produz uma grande energia que os microrganismos se tornaram macroorganismos.

Nossas células são do tipo eucariótico, como estas células através dos tempos.
Colágeno (proteína consistência de fibras), há 600 milhões anos apareceu com o oxigênio. Essa substância é sintetizada pelas células, tem propriedades extraordinárias.
Como o colágeno precisa de muito oxigênio para organizações de estrutura, não foi até o segundo episódio de glaciação importante que a vida foi capaz de continuar sua evolução para organizações cada vez mais parecidos.
Células contendo colágeno rapidamente se multiplica e se unem umas com as outras com a vitamina C para formar tecidos. Colágeno tem permitido a agências de construir outros organismos mais complexos, reunindo uma multidão de células entre eles.

Imagem: Com os fósseis, os paleontólogos nos dar uma excelente imagem da vida como ela existia há centenas de milhões de anos.

As oásis de vida

Durante os períodos de glaciação, a vida bioquímicos permanece protegido no oásis do backbone geológico. Ele retoma sua fuga para a frente para o complexo, uma vez que as condições de voltar a ser favorável para a sua evolução química.
Uma questão que, obviamente, continua sem resposta, na teoria da evolução é a do aparecimento da primeira célula viva na Terra. As primeiras formas de vida que nós descobrimos, as bactérias são capazes de suportar condições extremas.
Achamos que estes procariontes tenham existido há bilhões de anos. Mas representam uma bioquímica e molecular de proteínas já bastante complexo e que assim aparecem no registro fóssil.
Achamos que a vida evoluiu ao longo do tempo, tendo uma trajetória definida por um número infinito de parâmetros, o que torna imprevisível e indefinível.

É difícil imaginar como tal complexidade poderia ter se originado a partir de constituintes minerais inertes. O paleontólogo Mark Czarnecki também é um eco desta questão.
"O maior obstáculo para provar a teoria da evolução tem sido sempre o registro fóssil... Essas faixas não têm encontrado formas de transição assumida por Darwin. Espécies aparecem repentinamente e desaparecem da mesma maneira. "

Imagem: Os primeiros vestígios de vida bacteriana na Terra são datadas de 3,5 bilhões de anos, a partir do famoso estromatólitos, pilhas de cianobactérias fósseis.
Ainda observada na Austrália, tais construções de bactérias ainda estão vivos.