4-fach winzigen Mikroben verändert Leben auf der Erde für immer

Dies ist die Mikroben Welt – wir leben nur in ihm. In der Geschichte der Erde, Mikroben haben radikal umgestaltet, Leben auf dem Planeten, von der Erstellung der Luft wir atmen zu fast allen Lebens auf der Erde auszulöschen. Unterschätzen Sie nicht die Macht der winzigen, winzigen Mikroben bevölkern die Erde Billionen Mal über.

Hier sind einige der Möglichkeiten, die Mikroben getan haben, was Menschen gerade tun: das Klima Geo-Engineering.

Wie kam der Erdatmosphäre Sauerstoff

Zu den Komplikationen 3 Milliarden Jahre zurück in die Zeit zu reisen ist die Tatsache, die Sie sofort ersticken würde. Es gab nicht viel Sauerstoff, wenn überhaupt, in die Erdatmosphäre zurück. Aber über 2.7 oder 2.8 Milliarden Jahren Cyanobakterien – auch bekannt als blau - grüne Algen – fing an, aus Gründen, die unklar zu vermehren. Wie ihre Nachkommen könnte heute diese Cyanobakterien Sonnenlicht, Wasser und Kohlendioxid in Kohlenhydrate und Sauerstoff zu verwandeln. Man könnte diesen Prozess als Fotosynthese erkennen.

Der Sauerstoff in der Erdatmosphäre stark zugenommen – für eine geologische Zeit Skala, wie auch immer – erreichen die 21 Prozent, die wir heute atmen. Das große Ereignis der Oxygenierung hatte eine profunde Auswirkung auf der Erde leben. Sauerstoff ist hoch reaktiv, was bedeutet, dass es vermasselt den Stoffwechsel der Mikroben ungenutzt in einer sauerstoffhaltigen Atmosphäre zu leben. Diese Mikroben, genannt Anaerobier, einst beherrschten die Erde aber jetzt Leben tief unter der Erde oder unter Wasser, wo Sauerstoff noch knapp ist. Auf der anderen Seite könnte Sauerstoff Reaktivität auch für Stoffwechsel, ermöglicht die Existenz von Energie-hungrige, mehrzelligen Organismen wie uns nutzbar gemacht werden. Komplexen Tiere könnten nicht existieren, wenn nicht für diese Cyanobakterien.

Geologen wissen über das große Ereignis der Sauerstoffversorgung durch das plötzliche Auftreten von Eisenoxiden — im wesentlichen Formen der Rost — vor 2 Milliarden Jahren auf der Erde die Kruste. Kollektiv, prägten diese winzigen Cyanobakterien auf der Erde, Gestaltung des Planeten belebten und unbelebten Formen.

Eisen-Formationen in rot auf Dales Gorge in Australien gebändert. Wikimedia Commons

Die schlimmsten Massenaussterben in der Erdgeschichte

vor 250 Millionen Jahren ging die Erde durch das große sterben. Erhöhte Temperaturen, die Ozeane angesäuert, und neunzig Prozent aller Arten wurden aus dem Gesicht des Planeten ausgelöscht. Eine wichtigere Erklärung für das Aussterben der Perm-Trias ist ein Platzen der vulkanischen Aktivität in die Sibirische fallen des heutigen Russland. Eine aktuelle Studie Finger eine zusätzliche Ursache: eine Blüte in Methan Aufstoßen Mikroben Methanosarcinagenannt.

Dieser Studie zufolge erwarb Methanosarcina einfach zwei Gene aus einer unabhängigen Bakterium vor etwa 250 Millionen Jahren. Diese Gene können die Mikroben ernähren sich bisher ungenutzte Nahrungsquelle: ein Carbon zusammengesetzte rief Azetat reichlich in Meer Sedimente. Füttern und sie wachsen haben, währenddessen Freigabe große Mengen an Methan, ein Treibhausgas, das erwärmt die Atmosphäre und Ozeane angesäuert. Vulkane konnte noch gespielt haben, in einer Rolle in speit Nickel, die notwendig ist für die chemische Reaktion, die Mikroben, die Methan-Gas machen können. Die Fülle von Nickel würde entlang der Mikrobe außer Kontrolle geratenen Wachstum nachgelassen haben — und Dezimierung des restlichen Lebens auf der Erde.

Stickstoff-Fixierung Mikroben und unser Essen

Im Jahre 1910 erfand der deutsche Chemiker Fritz Haber einen Prozess zu imitieren, was Mikroben schon seit Millionen von Jahren getan hatte: fixieren den Stickstoff aus der Atmosphäre in Ammoniak. Während allen Lebens auf der Erde Stickstoff benötigt, ist der inerte Stickstoffgas, das macht 78 Prozent von der Atmosphäre des Planeten sinnlos, alle, aber einige Stickstoff-fixierenden Bakterien. Das Haber-Verfahren geändert. Mit einer neuen Quelle von Stickstoff vervierfacht, Düngemittel, Landwirtschaft, explodierte und die menschliche Bevölkerung mehr als damals. Man schätzt, dass die Hälfte des Stickstoffs in unserem Körper, die mit dem Haber-Prozess entstanden.

Während Habers Erfindung eine menschlichen Bevölkerungsexplosion im letzten Jahrhundert ermöglichte, es ist Stickstoff-Fixierung Mikroben, die alles Leben vor ihm aufrecht erhalten. (Und denken Sie daran, die andere Hälfte des Stickstoffs in unserem Körper noch mit dieser Mikroben entstanden.) Die Mikroben, die atmosphärischen Stickstoff fixieren werden Diazotrophs genannt. Sie sind eine heterogene Gruppe, die fast jedes Ökosystem auf der Erde, aus dem Boden zu Korallenriffen zu flechten bewohnen. In gewisser Weise sind sie am unteren Rand jeder Nahrungskette.

Root-Knoten der Alfafa. Wikimedia Commons

Der berühmteste Diazotrophs möglicherweise Rhizobien, Bakterien, die in den Wurzelknöllchen der Leguminosen wie Luzerne, Klee und Erdnüsse zu leben. Diese Pflanzen ernähren Zucker auf die Bakterien im Austausch für Stickstoff. Die gebundenen Stickstoffs bleibt im Boden auch nach stirbt die Pflanze, weshalb Bauern Cover Pflanzen wie Klee und Luzerne in der Übergangszeit. Wie Übernutzung von Stickstoffdüngemitteln eigene Probleme gewirkt hat – wie Run-off, die Algenblüten verursacht — wir vielleicht besser Rolle dieser Stickstoff-fixierenden Bakterien zu schätzen wissen.

Was bedeutet Mikroben für Klimawandel

Im Juli 2012 wurden 100 Tonnen Eisen Ablage vor der Küste Kanadas in die weltweit größte Geoengineering-Experiment geworfen – und zwar eine völlig unberechtigte. Der amerikanische Geschäftsmann Russ George versuchte, eine bizarre klingenden Idee zur Bekämpfung des Klimawandels zu beweisen: Ozean-Düngung. In der Theorie würde diese plötzliche Eisen Bonanza, wächst wie verrückt und Kohlendioxid aus der Atmosphäre ziehen Phytoplankton kapitalisieren. Während George es unbefugten Experiment solide von der internationalen Gemeinschaft getadelt wurde, kommt die Rolle der Mikroben im Klimawandel unter Kontrolle zu erhöhen.

Mikroben können sowohl absorbieren oder Kohlenstoff, abhängig von ihrer Ernährung, lösen, damit die Richtung ihres Einflusses nicht so klar ist. Aber sie sind in ihrer Gesamtheit, riesige Spieler im Kohlenstoffkreislauf. Nur die Mikroben, die abgestorbene Pflanzen im Boden zersetzen lassen beispielsweise 55 Milliarden Tonnen Kohlendioxid pro Jahr, das ist achtmal was Menschen durch Fossilienbrennstoffe und Abholzung der Wälder beitragen.

Und Klimawandel verändert wie diese Mikroben-Funktion. In der kalten sibirischen Tundra zum Beispiel, gibt es normalerweise nicht viel mikrobieller Aktivität. In ist den letzten Jahren jedoch die Tundra ist die Freigabe mehr Kohlendioxid als es aufnimmt, welche Wissenschaftler glauben, durch steigende Temperaturen, so dass mehr Mikroben, die Tundra und Freisetzung von Kohlendioxid zu ernähren. Das gleiche könnte in den Ozeanen geschehen.

Man könnte sagen, dass Mikroben wurden die ursprünglichen "Geoingenieure" der Erde, verlassen einen tiefgreifenden Einfluss auf das Klima der Erde und der Lebensformen. Wenn wir beginnen zu verstehen, der Welt der Erde mikrobielle, suchen Geoingenieure auch an, wie man die Macht dieser winzigen Mikroben nutzbar zu machen. Kleine Änderungen im Aggregat Billionen Mal über können völlig umformen, Leben auf der Erde. [News, Scientific American, Yale Natur 360]

Blei-Bild: Stromatolithen gebildet durch Cyanobakterien in Australien. Wikimedia Commons