DSCN6054 (Kopiowanie)

z innymi pierwiastkami i związkami. Znów dobór naturalny spowodował wyginięcie większości organizmów, które nic potrafiły przystosować się do tej trucizny (aczkolwiek do dziś istnieją bakterie beztlenowe, których rozwój wymaga nieobecności tlenu). Zmiana warunków umożliwiła jednak rozwój bakteriom tlenowym i tym komórkom eukariotycznym, które z tymi bakteriami potrafiły wejść w symbiozę i przekształcić jc w organek* komórkowe - mitochondria (rvc.2-5).

Rycina 2-7 ilustruje prawdopodobne zmiany ilości tlenu w atmosferze ziemskiej w procesie ewolucji. U początków ery archaicznej niewielkie ilości tlenu, powstającego w drodze fotolizy wody*, zużywane były w procesach utleniania minerałów na powierzchni planety. Istniał tu mechanizm sprzężenia zwrotnego ujemnego", zwany - od nazwiska odkrywcy - efektem Ureya. Powstający wolny tlen trafiał do atmosfery, tam ulega! przemianie w ozon i hamował dopływ promieniowania ultrafioletowego, co powodowało zmniejszenie nasilenia fotolizy wody. Kiedy ilość tlenu zmalała w związku z jego zużyciem przez utleniające się minerały (głównie metale), zwiększał się dopływ promieni ultrafioletowych i tlen znowu powstawał. Jego ilość zatem wciąż oscylowała wokół tzw. progu Ureya. który wynosi 0,001 P.A.L. (czyli ok. 0,02%). Wraz z pojawieniem się sinic wytwarzających tlen w procesie fotosyntezy jego ilość zaczęła powoli rosnąć, osiągając drugi próg, zwany progiem bądź poziomem Pasteura. Tu również funkcjonowało sprzężenie zwrotne ujemne, istniejące dzięki metabolizmowi niektórych bakterii, zwanych fakultatywnymi tlenowcami. Bakterie te w środowisku pozbawionym tlenu rozwijają się jako beztlenowce. Gdy ilość tlenu w otoczeniu pizekroczypróg Pasteura (0,01 P.A.L. czyli ok. 0,2%) „przestawiają” się na metabolizm tlenowy. Bakterie te zużywały tlen produkowany przez sinice. Dopiero znaczne rozmnożenie organizmów fotosyntetyzujących spowodowało dalszy wzrost stężenia tlenu w atmosferze - gdy znacznie przekroczyło ono próg Pasteura, rozwinęły się organizmy tlenowe. Wzrost stężenia tlenu spowodował dwa wtórne zjawiska. Pierwszym było wykształcenie tlenowego aparatu oddychania, sprawniejszego niż fermentacja i umożliwiającego szybszy i sprawniejszy wzrost. Dzięki niemu mogły z czasem powstać ruchliwe zwierzęta. Drugim zjawiskiem było wytworzenie warstwy ozonu w górnych partiach atmosfery, co spowodowało odcięcie dopływu zabójczych promieni jonizujących (głównie ultrafioletu) do powierzchni Ziemi i umożliwiło z czasem wyjście organizmów na powierzchnię wody i na ląd.

Ki 3 i_	-*-/*	SK	•vj\	\fl|
				/
		2—		4
°2		I	1 3
\ ł A B	ł C			11 DE l
5	3		2 1 0

Prekambr

Ryc. 2-7. Zmiany zawartości tlenu i dwutlenku węgla w przebiegu ewolucji życia na Ziemi; poziom obecny tych gazów czyli P.A.L. (ang. present atmospheric lcvcl) przyjęto za I.

A- prawdopodobny wiek Ziemi;

B- “najstarsze" znane skały;

C- najstarsze zidentyfikowane skamieliny; D- najstarsze zwierzęta;

E- najstarsza flora kontynentalna;

1-    początek fotosyntezy organicznej,

2-    początek oddychania tlenowego;

3-    pojawienie się tlenków żelaza („czerwonych złóż");

4-    pierwsze zwierzęta opatrzone pancerzem;

5-    wytworzenie jonosfery skutecznie chroniącej przed promieniowaniem ultrafioletowym (wg Ruitcna, zmienione, JD)

' fotoliza (gt phos - światło; tysis - rozpad) - rozpad związku chemicznego pod wpływem światła;

’ sprzężenie zwrotne ujemne - zależność między dwoma układami, w której pobudzenie jednego układu (B) prze/ drugi (A) pociąga za sobą hamowanie układu A przez układ B; dzięki temu cały system wciąż znajduje się w równowadze.