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Microbi Metanofili potrebbero essere Responsabili della più grande Estinzione di Massa nella Storia della Terra

Le prove a sinistra sulla scena del crimine sono abbondanti e globali: Resti fossili indicanti che intorno a 252 milioni anni fa, circa il 90 % di tutte le specie sulla Terra sono state improvvisamente spazzate via, di gran lunga la più grande delle cinque estinzioni di massa conosciute di questo pianeta. Ma individuare il colpevole è stato difficile e controverso.

Ora, un team di ricercatori del MIT potrebbe aver trovato prove sufficienti per condannare i colpevoli,ma avrete bisogno di un microscopio per vedere gli assassini...La nuova soluzione di questo mistero è pubblicata questa settimana negli Atti della National Academy of Science dal professore di geofisica del MIT Daniel Rothman, e altri cinque ricercatori del MIT e Cinesi.

Gli autori suggeriscono che i responsabili di questa estinzione non erano gli asteroidi, le eruzioni vulcaniche, gli incendi furiosi, i quali sono stati implicati in precedenza per essere le possibili cause. Piuttosto, erano una forma di microbi, in particolare gli Archei, che producono la Methanosarcina (producono Metano), che improvvisamente fiorì in modo esplosivo negli oceani, rilasciando prodigiose quantità di metano in atmosfera e cambiando radicalmente il clima e la chimica degli oceani.

I vulcani non sono completamente fuori da questo quadro, in base a questo nuovo scenario, ma sono stati semplicemente retrocessi ad "accessori" per il crimine. La ragione per la improvvisa crescita esplosiva dei microbi, potrebbe essere stata la loro nuova capacità di utilizzare una fonte di carbonio organico, aiutato da un afflusso improvviso di un nutriente necessario per la loro crescita: l'elemento nichel, emesso dal massiccio vulcanismo attivo proprio in quel momento.

I ricercatori si basano su tre insiemi indipendenti di prove. In primo luogo, la prova geochimica mostra un aumento esponenziale (o anche di più) di anidride carbonica negli oceani al momento della cosiddetta estinzione del fine Permiano. In secondo luogo, la prova genetica dimostra un cambiamento nella Methanosarcina a quel tempo, permettendogli di diventare un importante produttore di metano da un accumulo di carbonio organico nell'acqua. Infine, i sedimenti mostrano un improvviso aumento della quantità di nickel depositato esattamente in quel momento.

I depositi carboniosi mostrano che qualcosa ha causato un piccolo aumento significativo della quantità di gas contenente carbonio,anidride carbonica o metano,prodotti al momento della estinzione di massa. Alcuni ricercatori hanno suggerito che questi gas potrebbe essere stati generati dalle eruzioni vulcaniche che hanno dato vita alle Trappole Siberiane, una vasta formazione di roccia vulcanica prodotta dalle eruzioni più estese nelle testimonianze geologiche della Terra. Ma i calcoli da parte del team MIT hanno dimostrato che queste eruzioni non erano forse sufficienti a spiegare il carbonio visto nei sedimenti. Ancor più significativamente, i cambiamenti osservati nella quantità di carbonio nel corso del tempo non si adattano al modello di origine vulcanica.

"Una rapida iniezione iniziale di anidride carbonica da un vulcano sarebbe stata seguita da una graduale riduzione", dice Fournier. "Invece, vediamo l'opposto: un rapido, continuo aumento."

"Questo suggerisce un'espansione microbica", aggiunge: La crescita delle popolazioni microbiche è tra i pochi fenomeni in grado di aumentare la produzione di carbonio in modo esponenziale, o addirittura più veloce.

Ma se gli organismi viventi espellevano tutto che quel metano, che organismi erano, e perché hanno scelto di farlo in quel momento?

Ecco dove l'analisi genomica può aiutarci: Si scopre che la Methanosarcina aveva acquisito un mezzo particolarmente veloce di produrre metano, attraverso il trasferimento di geni da un altro microbo, e la mappatura dettagliata dello studio, riguardante la storia dell'organismo, mostra che questo trasferimento è accaduto circa nel momento temporale della Estinzione del fine-Permiano. Date le giuste condizioni, questa acquisizione genetica gettò le basi per il microbo di sottoporsi a un drammatico picco di crescita, consumando rapidamente una vasta riserva di carbonio organico nei sedimenti oceanici .

Ma c'è un ultimo pezzo del puzzle: Tali organismi non sarebbero stati in grado di proliferare in modo così prodigioso se non avessero avuto una giusta quantità di nutrienti minerali a loro sostegno. Per questo particolare microbo, il nutriente limitante è il nichel che, come una nuova analisi dei sedimenti in Cina ha mostrato (immagine espandibile di inizio articolo), è aumentato drammaticamente a seguito delle eruzioni siberiane (che erano già note per aver prodotto alcuni dei più grandi giacimenti al mondo di nickel). Questo ha fornito il carburante per la crescita esplosiva della Methanosarcina.

John Hayes, ricercatore presso il Woods Hole Oceanographic Institution, che non è stato coinvolto nella ricerca, dice che questo lavoro è "una straordinaria combinazione di fisica, biochimica, e geochimica. Anni di lavoro straordinario e paziente, che ha fornito una scala di tempo molto raffinata per gli eventi che hanno accompagnato la più grave delle estinzioni della Terra, e anche se questa ricerca comunque non esclude le altre ipotesi, visto che nessuno è esattamente in grado di stabilire come fosse quel periodo, è una ricerca davvero completa".

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