Tüm organizmalar canlı hücrelerden yapılmıştır. İlk hücrelerin tam olarak ne zaman ortaya çıktığını belirlemek zor olsa da jeologların en iyi tahminleri, en azından bu kadar erken bir tarih olduğunu gösteriyor. 3.8 milyar yıl önce. Peki Dünya'daki ilk hücreden bu yana bu gezegende ne kadar yaşam yaşandı? Peki Dünya'da ne kadar yaşam var olacak?

dergisinde yayınlanan yeni çalışmamızda Current Biology, meslektaşlarım Weizmann Enstitüsü ve Smith College ve bu büyük soruları hedef aldım.

Dünyadaki Karbon

Birincil üretim olarak bilinen süreçte her yıl yaklaşık 200 milyar ton karbon emiliyor. Birincil üretim sırasında, atmosferdeki karbondioksit ve okyanustaki bikarbonat gibi inorganik karbon, enerji için ve yaşamın ihtiyaç duyduğu organik molekülleri oluşturmak için kullanılır.

Bugün bu çabaya en önemli katkıyı sağlayan kişi ise oksijenli fotosentezGüneş ışığı ve suyun temel bileşenler olduğu yer. Bununla birlikte, birincil üretimin geçmiş oranlarını deşifre etmek zorlu bir iş olmuştur. Benim gibi bilim insanları, zaman makinesi yerine geçmiş ortamları yeniden inşa etmek için antik tortul kayalarda bırakılan ipuçlarına güveniyorlar.

Birincil üretim durumunda izotopik bileşim oksijen Antik tuz yataklarında sülfat formunda bulunması bu tür tahminlerin yapılmasına olanak sağlar.

In çalışmamız, yukarıdaki yöntemle elde edilen antik birincil üretime ilişkin önceki tüm tahminlerin yanı sıra diğerlerini de derledik. Bu verimlilik sayımının sonucu, yaşamın başlangıcından bu yana 100 kentilyon (ya da 100 milyar milyar) ton karbonun birincil üretim yoluyla elde edildiğini tahmin edebildiğimizdi.

Bunun gibi büyük sayıları hayal etmek zordur; 100 kentilyon ton karbon, Dünya'da bulunan karbon miktarının yaklaşık 100 katıdır; bu, Dünya'nın birincil üreticileri için oldukça etkileyici bir başarıdır.

Birincil Üretim

Günümüzde birincil üretim çoğunlukla karadaki bitkiler ve alg ve siyanobakteriler gibi deniz mikroorganizmaları tarafından gerçekleştirilmektedir. Geçmişte bu büyük katkıda bulunanların oranı çok farklıydı; Dünyanın en eski tarihinde, birincil üretim esas olarak hayatta kalmak için oksijenli fotosenteze ihtiyaç duymayan tamamen farklı bir organizma grubu tarafından gerçekleştiriliyordu.

Farklı tekniklerin bir kombinasyonu, farklı birincil üreticilerin Dünya'nın geçmişinde ne zaman en aktif olduklarına dair bir fikir verebildi. Bu tür tekniklerin örnekleri şunları içerir: en eski ormanlar veya adı verilen moleküler fosilleri kullanarak biyomarkırlar.

In çalışmamızBu bilgiyi, Dünya'nın tarihsel birincil üretimine en çok hangi organizmaların katkıda bulunduğunu araştırmak için kullandık. Olay yerine geç gelmiş olsak da kara bitkilerinin muhtemelen en fazla katkıyı sağladığını gördük. Ancak siyanobakterilerin en büyük katkıyı yapmış olması da oldukça makul.

Toplam Ömür

Şimdiye kadar ne kadar birincil üretimin gerçekleştiğini belirleyerek ve bundan hangi organizmaların sorumlu olduğunu belirleyerek, aynı zamanda Dünya'da şimdiye kadar ne kadar yaşamın olduğunu da tahmin edebildik.

Bugün, ne kadar yiyecek tüketildiğine bağlı olarak kaç insanın var olduğunu tahmin etmek mümkün olabilir. Benzer şekilde, birincil üretimin modern ortamda mevcut olan hücre sayısına oranını kalibre edebildik.

Organizma başına hücre sayısındaki ve farklı hücrelerin boyutlarındaki büyük değişkenliğe rağmen, tek hücreli mikroplar küresel hücre popülasyonlarına hakim olduğundan bu tür komplikasyonlar ikincil hale gelir. Sonunda yaklaşık 10 civarında olduğunu tahmin edebildik.³⁰ Bugün (10 trilyon olmayan) hücre mevcut ve 10 ila XNUMX arasında³⁹ (bir duodesilyon) ve 10⁴⁰ Hücreler Dünya'da her zaman var olmuştur.

Dünya'da Ne Kadar Yaşam Olacak?

Dünya'yı daha genç bir yıldızın yörüngesine taşıma yeteneği dışında, Dünya'nın biyosferinin ömrü sınırlıdır. Bu hastalıklı gerçek, yıldızımızın yaşam döngüsü. Doğumundan bu yana, güneş, çekirdeğinde hidrojenin helyuma dönüşmesi nedeniyle son dört buçuk milyar yılda yavaş yavaş daha parlak hale geldi.

Çok uzak bir gelecekte, yaklaşık iki milyar yıl sonra, Dünya'yı yaşanabilir kılan tüm biyojeokimyasal güvenlik önlemleri ortadan kalkacak. sınırları. Önce karadaki bitkiler ölecek, daha sonra okyanuslar kaynayacak ve Dünya, emekleme dönemindeki gibi büyük ölçüde cansız, kayalık bir gezegene geri dönecek.

Peki o zamana kadar Dünya yaşanabilir ömrü boyunca ne kadar yaşama ev sahipliği yapacak? Mevcut birincil üretkenlik düzeylerimizi ileriye dönük olarak tahmin ederek, yaklaşık 10⁴⁰ hücreler bir gün Dünya'yı işgal edecek.

Bir dış gezegen olarak Dünya

Yalnızca birkaç on yıl önce dış gezegenler (başka yıldızların yörüngesinde dönen gezegenler) yalnızca bir hipotezdi. Artık sadece şunları yapabiliyoruz: onları tespit et, ancak uzak yıldızların etrafındaki binlerce uzak dünyanın birçok yönünü tanımlayın.

Peki Dünya bu bedenlerle nasıl karşılaştırılır? Yeni çalışmamızda Dünya'daki yaşamı kuşbakışı ele aldık ve diğer gezegenleri karşılaştırmak için Dünya'yı bir referans noktası olarak öne sürdük.

Ancak benim gerçekten ilginç bulduğum şey, Dünya'nın geçmişinde kökten farklı bir yörünge ve dolayısıyla Dünya'ya ev diyebilecek kökten farklı bir yaşam miktarı üretebilecek olaylar olduğudur. Örneğin, ya oksijenli fotosentez hiç gerçekleşmeseydi ya da endosembiyoz hiç gerçekleşmeseydi?

Bu tür soruların yanıtları laboratuvarımı ileriye taşıyacak şeylerdir. Carleton Üniversitesi önümüzdeki yıllarda.

Bu makale şu adresten yeniden yayınlandı: Konuşma Creative Commons lisansı altında. Okumak Orijinal makale.

Resim Kredi: Mihaly Köles / Unsplash 

• SEO Destekli İçerik ve Halkla İlişkiler Dağıtımı. Bugün Gücünüzü Artırın.
• PlatoData.Network Dikey Üretken Yapay Zeka. Kendine güç ver. Buradan Erişin.
• PlatoAiStream. Web3 Zekası. Bilgi Genişletildi. Buradan Erişin.
• PlatoESG. karbon, temiz teknoloji, Enerji, Çevre, Güneş, Atık Yönetimi. Buradan Erişin.
• PlatoSağlık. Biyoteknoloji ve Klinik Araştırmalar Zekası. Buradan Erişin.
• Kaynak: https://singularityhub.com/2024/01/30/how-much-life-has-ever-existed-on-earth-and-how-much-ever-will/