Život na Zemi a ve vesmíru
Přihlásit se
Život na Zemi a ve vesmíru (5/21) · 9:56

Vznik ozonové vrstvy a eukaryotních organismů v proterozoiku. Velké okysličování neboli kyslíková katastrofa

Navazuje na Geologickou historie Země.
Minulé video jsme ukončili v období archaika, jeho jméno pochází z řeckého Arkhē, tedy počátek, a je to první eon, kdy poprvé vzniká život nebo se alespoň poprvé jaksi začal rozvíjet. Je možné, že život vznikl na konci hadaika, hranice mezi těmito obdobími je samozřejmě nejasná. Archaikum je také nejstarší eon, ze kterého již máme dochované horniny. Můžeme tedy nalézt horniny staré zhruba 3,8 miliard let. Jiný velmi zajímavý jev, ke kterému došlo v archaiku a který měl velký vliv na další vývoj v proterozoiku, je výskyt sinic, které produkují kyslík. Minule jsme si říkali, že vyráběly kyslík, ale většina z toho kyslíku se navázala na železo v oceánech. Ale na začátku období proterozoika… Proterozoikum je na grafu znázorněno tady, říkáme také starohory, jsme teď tedy v proterozoiku. Začalo asi před 2,5 miliardami let a jméno je odvozeno z řečtiny, znamená počátek života. Řečtinu jsem nestudoval, tak mi promiňte, jestli to překládám trochu špatně. Zajímavý jev, ke kterému došlo v proterozoiku, je to, že kyslík vyprodukovaný sinicemi nasytil veškeré železo i jiné molekuly, na které se ve vodě vázal. Po tomto nasycení se mohl začít uvolňovat do atmosféry. Kyslík se tedy začíná uvolňovat a hromadí se v atmosféře. Má se za to, že k tomuto jevu došlo před asi 2,4 miliardami let. Tedy před 2,4 miliardami let se kyslík začal hromadit v atmosféře. Samozřejmě dnes už toto datování může být přesnější, díky novým výzkumům. Ale obecně můžeme říci, že vývoj postupoval takto. Možná až prozkoumáme více hornin a zkamenělin, tak dostaneme úplně jiná čísla. Dokážu si představit, že se za 50 nebo 100 let někdo bude dívat na tohle video a řekne si: „Hej, už přeci víme, že kyslík se začal hromadit ve vzduchu dříve nebo později nebo že eukaryota existovala dříve nebo později.“ Ale zatím naše znalosti ukazují k těmto číslům. Před 2,4 miliardami let se kyslík začal hromadit v atmosféře. Je na tom zajímavé to, že jakmile se začal hromadit, jakmile dosáhl v atmosféře kritických hodnot, zmínil jsem se o tom minule, tak asi před 2,3 miliardami let došlo k tzv. velkému okysličování. Říká se tomu také kyslíková katastrofa. Došlo k ní zde, před 2,3 miliardami let, tehdy se atmosféra obohatila kyslíkem. Ne do té míry, jak ji známe dnes, ale obsahovala dostatek kyslíku, že alespoň vzniklo prostředí vhodné pro eukaryotní organismy či buňky. Další zajímavá věc, kterou bychom mohli zanedbat, je fakt, že produkce kyslíku, který my potřebujeme, způsobila největší vymírání v historii Země. Proto se tomu říká kyslíková katastrofa. Tedy přesně tady, před 2,3 miliardami let, vlastně to není k smíchu, je to vážná věc, je to největší vymírání v historii Země. V Historii. A píšu velké H, protože se jedná o historii Země. A příčina byla ta, že kyslík produkovaný sinicemi nakonec nasytil železo a začal se hromadit ve vzduchu. Jakmile dosáhl určité koncentrace, začal vlastně vše dusit. Působil jedovatě na většinu organismů na planetě, které byly anaerobní, tedy nepotřebovaly kyslík, vlastně pro ně byl kyslík jedovatý. Teď když byl kyslík ve vzduchu, tak se staly dvě zajímavé věci, protože tento nahromaděný kyslík nebyl jen příčina vymírání. Vlastně to byly tři zajímavé věci. Dvě z nich jsou v podstatně zásadní pro náš pozdější výskyt na této planetě. První z nich je fakt, že nastaly podmínky vhodné pro eukaryotické organismy. Pamatujte si, tyto organismy mají nukleární membránu kolem své DNA, většinou mají i další organely, jako jsou mitochondrie. Potřebují kyslík. Potřebují kyslík. V sekci biologie najdete videa o respiraci, která probíhá v mitochondriích, a právě pro tento proces je nutný kyslík. Máme tedy kyslík v atmosféře a prostředí se pomalu stává obyvatelné pro eukaryotní organismy. Na základě fosilních nálezů a výzkumu o změnách DNA v průběhu času se má za to, že první eukaryotní organismy se objevily asi před 2,2 miliardami let, i když se o tom stále vedou diskuze, podle různých důkazů se tak mohlo stát dříve i později, určitě ještě dojde k zpřesnění toho čísla. Takže řekněme, že před pár stovkami milionů let jeden prokaryotní organismus pohltil druhý a řekl: „Hej, takhle pospolu se nám docela daří.“ Jsou různé teorie o původu mitochondrií. Dnes převládá ta, že mitochondrie jsou vlastně potomci jakési prastaré prokaryotní buňky, nějaké bakterie, která měla vlastní DNA. Vaši mitochondriální DNA jste vlastně zdědili po své matce a vaše matka po své matce a ta zase po své matce a tak dále. Jsou to vlastně taková malá zvířátka žijící uvnitř větší buňky. A lidé jsou eukaryotní. Tato událost byla pro nás nutná. Ale lidské tělo není jedna eukaryotická buňka. Máme jich v sobě biliony. Je jich něco mezi 50 a 100 biliony. Toto jsou tedy naši předci, kteří museli vzniknout v té době. Jen připomínám, že tohle všechno se odehrávalo v oceánech. Další zajímavá věc, která se tehdy stala. Pamatujte, že tehdy jsme byli bombardováni UV zářením ze Slunce. Takže kdybyste byli na souši… Nakreslíme souš a oceán. Takže tady je kus oceánu a tady je souš. Souš nakreslím tady žlutě. A je neustále bombardovaná UV zářením. UV znamená ultrafialové. Udělám ho fialově, i když je mnohem fialovější. Souš je tedy neustále bombardovaná UV zářením ze Slunce, což je velice škodlivé pro DNA a pro život. V tomto období se vlastně život mohl objevit pouze v oceánech, kde byl do určité míry chráněn před UV zářením, kterému byla vystavena souš. Všechno na souši bylo ozářené. DNA by tam zmutovala, život nebyl možný. Abychom tedy mohli žít na souši, muselo podle mě dojít ke vzniku ozonové vrstvy. V horní atmosféře dnes máme ozonovou vrstvu, která pomáhá pohlcovat, blokovat většinu UV záření ze Slunce. V této době se začal hromadit kyslík, došlo ke kyslíkové katastrofě, část nahromaděného kyslíku putuje do vyšší atmosféry. Děje se tak v tomto časovém období. Kyslík v horních vrstvách atmosféry reaguje s UV zářením a mění se v ozón, který pak pomáhá odrážet toto UV záření. Ještě vytvořím jedno video o ozón-kyslíkovém cyklu. Produkce kyslíku je tedy zásadní pro vznik ozonové vrstvy, aby pak nakonec mohl život existovat na souši. Výskyt kyslíku v atmosféře je také zásadní pro eukaryoty. Třetí věc, ke které došlo a je také velmi důležitá, je ta, že kyslík nahromaděný v atmosféře začal reagovat s metanem v atmosféře. Metan je skleníkový plyn, pomáhá udržovat teplo v atmosféře. Po zreagování s kyslíkem se jeho obsah v atmosféře snížil, a nejspíš se tak Země ochladila a vstoupila do prvního, a asi nejdelšího, období ‚sněhové koule‘. Tady se o tom píše v našem grafu. První období ‚sněhové koule‘. Říká se tomu také Huronské zalednění. Došlo k tomu, protože teplo se nemohlo udržet v atmosféře, pokud je tato teorie správná. Podle ní celá Země v podstatě zamrzla. V průběhu proterozoika tedy podle mě došlo k několika velkým událostem, poprvé se objevuje atmosféra bohatá kyslíkem. Eukaryotní organismy mohly vzniknout díky kyslíku, díky němu mohly začít dýchat. Další významnou událostí byl vznik ozonové vrstvy. Tím se tak nějak připravilo pole pro další eon, pro zvířata nebo živé tvory, kteří se nakonec dostali na souš. O tom vám povím v dalším videu.
video