La vita sulla Terra? Merito del rallentamento della sua rotazione (e di alcuni batteri)

L’aumento del numero di ore di luce a disposizione dei cianobatteri fotosintetici avrebbe permesso a questi microorganismi di pompare sempre più ossigeno in atmosfera.

 

La stragrande maggioranza dell’ossigeno che arriva in atmosfera e che permette a noi e agli altri esseri viventi di respirare arriva dal mare e dagli oceani, prodotto da minuscole alghe unicellulari e cianobatteri.

Non sarebbe quindi la Foresta Amazzonica il vero “polmone verde della Terra”. O almeno non il principale.

Si ritiene che fu proprio l’esplosione di microorganismi fotosintetici simili a quelli odierni a determinare il Grande Evento di Ossidazione verificatosi 2,4 miliardi di anni, un processo che determinò l’immissione di grandi concentrazioni di ossigeno permettendo così lo sviluppo della vita pluricellulare e complessa.

In parole semplici, senza questo evento (e il successivo chiamato Evento di Ossigenazione Neo-proterozoica verificatosi tra 550 e 800 milioni anni fa) probabilmente l’uomo e le biodiversità odierne non esisterebbero.

Sembra però che dietro a questo fondamentale evento evolutivo, si celi un altro fenomeno, di origine astronomica, in assenza del quale probabilmente non si sarebbe verificata la diffusione dei preziosi cianobatteri preistorici. È del rallentamento della rotazione terrestre che stiamo parlando, per la prima volta associato all’ossigenazione del pianeta da un team di ricerca internazionale.

Che ha ipotizzato e poi dimostrato (almeno così ritengono) il legame tra la velocità di rotazione della Terra e i grandi eventi di ossigenazione. Il team è guidato da scienziati tedeschi dell’Istituto Max Planck di microbiologia marina di Brema.

Con loro hanno collaborato colleghi del Centro Leibniz per la ricerca marina tropicale, dell’Annis Water Resources Institute dell’Università Statale Grand Valley di Muskegon (Michigan, Stati Uniti) e del Dipartimento di Scienze della Terra e dell’Ambiente dell’Università del Michigan. Tutti coordinati da Judith Klatt, geo-microbiologa presso il Microsensor Group dell’istituto tedesco.

Per arrivare alle loro conclusioni hanno condotto alcuni esperimenti in laboratorio e hanno studiato il comportamento di alcune colonie batteriche che vivono nel Lago Huron di Middle Island Sinkhole. Perché il lago Huron? Perché nelle sue fredde acque ci sono due gruppi batterici che competono fra di essi: i cianobatteri viola che producono ossigeno attraverso la fotosintesi e microorganismi bianchi che metabolizzano lo zolfo.

In base all’orario del giorno un gruppo ha la meglio sull’altro, con i batteri fotosintetici che riescono a superare gli altri soltanto quando il Sole è alto nel cielo. In pratica, durante la parte più calda del giorno, migrano verso l’alto e superano i microbi bianchi; quando la luce scende questi ultimi riprendono il “comando”. Poiché i cianobatteri viola impiegano del tempo per avviare la fotosintesi e produrre ossigeno, la finestra di produzione è limitata nel tempo ed è legata alla durata del giorno.

La susseguente ipotesi di Klatt e colleghi è che competizioni simili fra batteri vi fossero anche nella Terra primordiale, e che la “vittoria” dei cianobatteri fotosintetici sugli altri (con la conseguente grande immissione di ossigeno in atmosfera) sarebbe stata legata proprio al rallentamento della rotazione terrestre, che equivale a un allungamento della durata del giorno.

Questo rallentamento progressivo, di appena 1,8 millisecondi al secolo, è dovuto all’attrazione gravitazionale esercitata dalla Luna che si sta lentamente allontanando dal nostro pianeta. Si ritiene che il giorno, nella prima fase dell’“infanzia” della Terra, durasse appena 6 ore; sulla base dei reperti fossili si è determinato che 1,4 miliardi di anni fa il giorno durasse invece 18 ore; mentre 70 milioni di anni fa un giorno durava circa mezz’ora in meno rispetto alle 24 ore odierne.

In parole semplici, il rallentamento del pianeta e l’aumento del numero di ore di luce a disposizione dei cianobatteri fotosintetici avrebbero permesso a questi microorganismi di pompare sempre più ossigeno in atmosfera, fino a dar vita ai due grandi eventi di ossidazione di cui sopra.

Oggi l’atmosfera terrestre è composta per il 21% da ossigeno, elemento chiave per la vita. “La nostra ricerca suggerisce che la velocità con cui la Terra ruota, in altre parole, la lunghezza del giorno, potrebbe aver avuto un effetto importante sul modello e sui tempi dell’ossigenazione della Terra”, spiega Gregory Dick, Dipartimento di Scienze della Terra e Ambientali dell’ateneo del Michigan. La ricerca “Possible link between Earth’s rotation rate and oxygenation” è stata pubblicata su Nature Geoscience.