Neue Zeitleiste der bakteriellen Evolution enthüllt Sauerstoffnutzung vor der Photosynthese

Wissenschaftler der University of Queensland haben zusammen mit internationalen Mitarbeitern eine detaillierte Zeitleiste der bakteriellen Evolution erstellt. Diese bahnbrechende Forschung legt nahe, dass einige Bakterien Sauerstoff nutzten, lange bevor sie die Fähigkeit entwickelten, ihn durch Photosynthese zu produzieren. Diese kürzlich veröffentlichte Entdeckung verändert unser Verständnis des frühen Lebens auf der Erde. Das Forschungsteam konzentrierte sich darauf, wie Mikroorganismen auf das Große Oxidationsereignis (GOE) vor etwa 2,33 Milliarden Jahren reagierten. Dieses Ereignis veränderte die Erdatmosphäre dramatisch und verwandelte sie von einer, die weitgehend frei von Sauerstoff war, in eine, die Leben, wie wir es kennen, unterstützt. Professor Phil Hugenholtz von der UQ hob die Herausforderungen bei der Erstellung genauer Zeitlinien aufgrund der Knappheit fossiler Beweise hervor. Das Team überwand diese Herausforderungen, indem es geologische und genomische Aufzeichnungen gleichzeitig analysierte. Sie nutzten das GOE als kritische Zeitgrenze, wobei sie davon ausgingen, dass die meisten aeroben Bakterienlinien unwahrscheinlich vor diesem Ereignis existierten, es sei denn, andere Beweise deuteten darauf hin. Maschinelles Lernen wurde eingesetzt, um vorherzusagen, ob Vorfahren-Bakterien Sauerstoff nutzten. Dieser Ansatz ermöglichte es den Forschern, abzuschätzen, wann bestimmte Ereignisse stattfanden, einschließlich des Auftretens des aeroben Stoffwechsels. Die Ergebnisse zeigen, dass mindestens drei aerobe Linien vor dem GOE existierten, und zwar um fast 900 Millionen Jahre. Dies deutet darauf hin, dass die Fähigkeit, Sauerstoff zu nutzen, lange vor seiner weit verbreiteten Präsenz in der Atmosphäre entstand. Hinweise deuten darauf hin, dass der früheste aerobe Übergang vor etwa 3,2 Milliarden Jahren im Cyanobakterien-Vorfahren stattfand. Diese Entdeckung eröffnet die Tür zum Verständnis, wie Bakterien resistent gegen Antibiotika sein könnten.