Die Hada-Explosion?

In den letzten Jahren ist die Suche nach den Ursprüngen des Lebens komplex geworden. Es stellt sich heraus, dass Sauerstoff KEINE Voraussetzung für das Gedeihen von vielzelligem Leben ist. Wie in diesem BBC-Artikel angegeben , können Poriferen (Schwämme) bei einem Sauerstoffgehalt von nur 0,5 % gedeihen. Und laut Kitsap Sun gedeihen Quallen in sauerstoffarmen Gewässern besser als Fische. Und dann gibt es natürlich noch die Loriciferen , ein Stamm, dessen gebräuchlicher Name ich nicht finden kann. Auch sie gedeihen mit wenig bis gar keinem Bedarf an Sauerstoff.

Das hat mich also zum Nachdenken gebracht. Das erste Leben erschien vor 4,28 Milliarden Jahren als einzellige, extremophile Mikroben, möglicherweise Bakterien oder Archaeen oder beides, die auf einer vollkommen anaeroben Erde gedeihten. Aber eine kürzliche Entdeckung hat gezeigt, dass der Sprung vom Einzeller zum Mehrzeller nicht so schwierig ist, wie traditionell angenommen. Könnten sich vor diesem Hintergrund irgendwann während des Hadäischen Zeitalters vor 4,6 bis 4 Milliarden Jahren Tiere entwickeln? Oder würde sie etwas zurückhalten?

Das Leben mag, und es ist ein großer, im Hadaikum begonnen haben, aber wenn es das tat, geschah es direkt am Ende des Hadaikums, und es hätte ziemlich lange gedauert, bis das Leben komplex genug geworden wäre, um zwischen Einzellern zu unterscheiden und mehrzellige könnten sogar hergestellt werden. Es muss zuerst eine kontrollierte Teilung und interzelluläre Bindung entwickeln.
"Quallen kommen in sauerstoffarmen Gewässern besser zurecht als Fische" Quallen und Schwämme müssen jedoch immer noch im Wasser leben, und Wasser gab es im Hadäischen Zeitalter nicht in irgendeiner Menge auf der Erde ... hmm, Wasser, H2O ... das O steht für etwas ... Ich kann mich nur nicht genau erinnern, was ...
Tiere sind Eukaryoten und die meisten Quellen geben den Ursprung eukaryotischer Zellen vor 2–2,1 Milliarden Jahren an. Der Hadean ist also definitiv draußen.
der Artikel (muss später genauer gelesen werden) scheint viel Rückblick zu leisten. Laut AlexP wäre ein überzeugenderes Argument, ob Eukaryoten früher ausgearbeitet hätten. Das einfache, aber starke Argument ist, dass die Erfahrung von ~ 1,5 Ba von Versuchen zeigt, dass es offensichtlich diese Zeit erforderte, um Modifikationen der Zellstruktur zu erreichen, die ausreichten, um persistierende mehrzellige Organismen zu rüsten, die Kollagen für die Bindung, die Ausarbeitung von Membran- und Signalfähigkeiten beinhalteten. usw. Nur auf (umfunktionierte) Gene zu schauen, zeigt nicht den kritischen Weg.
Einige mehrzellige Organismen kommen gut mit NIEDRIGEM Sauerstoff zurecht, aber nicht OHNE Sauerstoff (wie es während der Hadäischen Ära so ziemlich der Fall war).
@Alexander - sehen Sie sich das große Sauerstoffanreicherungsereignis an, als sich während des Kryogeniums freier Sauerstoff in der Atmosphäre (und im Ozean) ansammelte, an dessen Ende Schwammfossilien datiert werden. davor lag der Sauerstoff weit unter 5 % des gegenwärtigen Niveaus. dies scheint der entscheidende Weg für das Aufkommen von vielzelligem Leben zu sein. Die Tatsache, dass spätere Anpassungen es einigen Tieren ermöglichten, bei relativ niedrigerem Sauerstoffgehalt zu überleben, bedeutet nicht, dass sich solche Tiere unter diesen Bedingungen entwickelt haben könnten, basierend auf der Geschichte des Planeten.
Ihr wisst bereits, dass es mir um die Hadean-Explosion geht! worldbuilding.stackexchange.com/questions/121337/…

Antworten (4)

Oder würde sie etwas zurückhalten?

Die Umgebung hielt sogar bakterielles Leben zurück.

Es wird angenommen, dass das Leben im Archaikum begann, nicht im Hadaikum. Laut diesem Artikel der University of California :

Das Archaikum, das dem Proterozoikum vorausging, umfasste etwa 1,5 Milliarden Jahre und ist in vier Epochen unterteilt: Neoarchäikum (vor 2,8 bis 2,5 Milliarden Jahren), Mesoarchäikum (vor 3,2 bis 2,8 Milliarden Jahren), Paläoarchäikum (vor 3,6 bis 3,2 Milliarden Jahren). vor) und Eoarchean (vor 4 bis 3,6 Milliarden Jahren). (...) Auch während dieser Zeit kühlte die Erdkruste so weit ab, dass sich Gesteine ​​und Kontinentalplatten zu bilden begannen.

Es war früh im Archaikum, als das erste Leben auf der Erde erschien. Unsere ältesten Fossilien sind etwa 3,5 Milliarden Jahre alt und bestehen aus Bakterienmikrofossilien.

Der Hadäer

Die hadäische Zeit (vor 4,6 bis 4 Milliarden Jahren) ist keine geologische Periode als solche. Kein Gestein auf der Erde ist so alt, außer Meteoriten.

Und aus dem Wiki :

Ozeane aus flüssigem Wasser existierten trotz der Oberflächentemperatur von 230 °C (446 °F), weil Wasser bei einem atmosphärischen Druck von über 27 Atmosphären, verursacht durch die schwere CO 2 -Atmosphäre, immer noch flüssig ist. Als sich die Abkühlung fortsetzte, entfernten Subduktion und Auflösung im Ozeanwasser das meiste CO 2 aus der Atmosphäre, aber die Werte schwankten wild, als neue Oberflächen- und Mantelzyklen auftauchten.

Als ob die Atmosphäre eines Schnellkochtopfs nicht genug wäre, oszillierten die Gaskonzentrationen. Ich bin mir ziemlich sicher, dass kein Extremophiler so extrem ist. Ich habe von Bakterien gehört, die fast 100 ºC standhalten, aber 230 ºC, die gleichzeitig 27 atm tragen, treiben es an.

Aber hey, es ist deine Welt, du kannst das mit der Hand winken – und das Coolste daran ist, dass es nicht unrealistisch wäre :) Nur weil wir es nicht gesehen haben, heißt das nicht, dass es solche Mikroben nicht geben kann. Und wenn sie gedeihen, können sich aus ihnen komplexere Lebensformen entwickeln. Es wäre einfach wahrscheinlich sehr verschieden von allem, was wir je gesehen haben, sowohl anatomisch als auch physiologisch.

Könnte das Archäische also für die tierische Evolution günstig sein?
@ JohnWDailey das ist nicht wahrscheinlich, aber auch nicht unmöglich.
Druck und Temperatur an hydrothermalen Quellen ( en.wikipedia.org/wiki/Hydrothermal_vent ) sind sogar noch höher, und auch dort gibt es Bakterien, die die Wurzel einer ganzen Nahrungskette bilden. Derselbe Artikel erwähnt auch bakterielle Mikrofossilien bereits vor 4,28 Milliarden Jahren, nur 120 Millionen Jahre nach der Bildung der flüssigen Ozeane.

Nicht alle Einzeller sind gleich

Es ist einfach, Beispiele aus der Neuzeit zu nehmen und eine Rückrechnung zu versuchen, aber spätere einzellige Organismen haben sich stark von den ersten Lebewesen entwickelt. Selbst wenn Sie einen hypothetischen Extremophilen finden könnten, der unter hadäischen Bedingungen leben könnte, heißt das nicht, dass das Leben unter diesen Bedingungen hätte beginnen können.

Archaea sind im Gegensatz zu dem, was ihr Name vermuten lässt, überhaupt nicht wie die ersten Organismen – sie sind hochgradig angepasste Zelltanks mit einer Menge Anpassungen, um die unwirtlichen Orte zu überleben, an denen sie bekanntermaßen leben, und sie haben diese Fähigkeiten entwickelt, um sie auszunutzen Ressourcen, die andere Organismen nicht haben könnten. Es ist höchst unwahrscheinlich, dass unter diesen Bedingungen Leben entstanden sein könnte.

Obwohl der Sprung vom einzelligen zum mehrzelligen Leben ziemlich schnell geschah, drehte das Leben in den ersten 3 Milliarden Jahren nicht nur Däumchen – es entwickelte neue chemische Wege, bessere DNA-Replikationsmechanismen und die Fähigkeit, mit anderen Zellen zu interagieren . Das Gerüst, auf dem alles vielzellige Leben basiert, ist äußerst komplex, und es hat viel Zeit gekostet, dieses Gerüst zu entwickeln; Die ersten primitiven, sich selbst replizierenden Blobs waren noch lange nicht weit genug entwickelt, um sich zu einem Tier zu entwickeln.

Kurzfassung: Keine Tiere, keine Pflanzen.

Könnten sich Tiere irgendwann während des Hadäischen Zeitalters vor 4,6 bis 4 Milliarden Jahren entwickeln? Oder würde sie etwas zurückhalten?

Wir haben nur ein Beispiel für die Evolution des Lebens, daher sind absolute Aussagen schwer zu machen.

Jedoch ...

Es wird angenommen, dass das erste Leben in der Archaischen Ära aufgetaucht ist, und der direkteste Beweis dafür sind Stromatolithen vor etwa 3,5 Milliarden Jahren , die auf einzellige Mikroben zurückzuführen sind.

Um zu den Tieren zu gelangen , nach denen Sie fragen, dauerte es bis zum Kambrium , das vor "nur" 540 Millionen Jahren war.

Basierend auf unserem einen Evolutionsbeispiel dauert es etwa 3 Milliarden Jahre vom Leben, um von einer einzelnen Zelle zu einem Tier zu werden (und wir schließen sehr einfache Meerestiere in diese lose Definition von Tier ein).

Wenn Sie also Ihren Evolutionszyklus in einer hadäischen Ära beginnen, dauert es nur etwa eine halbe Milliarde Jahre, bis wir glauben, dass das erste Leben auf der Erde erschien. Sie sparen also ungefähr eine halbe Milliarde Jahre an der Zeit, in der Tiere auftauchen.

Oder würde sie etwas zurückhalten?

Dies ist eher eine Meinung als etwas, das ich rigoros unterstützen kann, aber ich würde vorschlagen, dass ein Leben, das auf der in der Hada-Ära möglichen Chemie basiert, möglich sein könnte (ich kann nicht sagen, dass es nicht so ist, bedeutet nicht, dass ich es glaube). , kann das Leben auf der Grundlage der stabileren geologischen Bedingungen und der anderen Chemie der späteren archäischen Zeit einfach besser gedeihen.

Auch könnte die Änderung der Bedingungen es einfach unmöglich machen, dass die vielzelligen Organismen, die (optimistisch) am Ende der Hadäischen Ära existieren würden, weiter bestehen würden. Es ist, als ob jedes Leben im Hadaikum einfach nicht mit den Bedingungen kompatibel wäre, die sich später entwickelten.

Es wird angenommen, dass die Oberflächentemperatur während der Hadaikum-Ära etwa so hoch war 230 Ö C und der atmosphärische Druck lag in der Größenordnung von 27 Atmosphären. Bis zur Archaischen Ära haben sich die Bedingungen auf (wieder sehr grobe Schätzungen) weniger als geändert 50 Ö C . Als sich diese Ära entwickelte, fielen die Temperaturen.

Das Problem hier (und es würde für jede Planetenformation gelten) ist, dass sich die Startbedingungen (relativ) schnell ändern. Dies bedeutet, dass alles, was an die relativ extremen Bedingungen der frühesten Zeit angepasst ist, mit ziemlicher Sicherheit nicht mit der späteren Zeit kompatibel sein wird.

Schließlich gibt es Hinweise auf eine Periode, die als spätes schweres Bombardement bezeichnet wird und etwa in der späten hadäischen bis frühen archäischen Zeit stattgefunden hat. Dies kann die Entwicklung des Lebens auf der Erde beeinflusst haben oder auch nicht, also ist es eine potenzielle Quelle, um „den Schiefer sauber zu wischen“. Ich würde jedoch vorschlagen (Meinung), dass die wenigen Beweise, die es gibt, einen solchen Bruch in der Evolutionskette nicht zu unterstützen scheinen. Es scheint wahrscheinlicher, dass sich hadäische Lebensformen (Zellen) entwickelt haben oder ausgestorben sind, als sich die Bedingungen aufgrund der Art und Weise änderten, wie sich der allgemeine Zustand der Erde änderte.

Es ist zweifelhaft, ob der LHB tatsächlich passiert ist oder nicht.

Das Problem mit dem Leben im Hadean ist nicht so sehr der Sauerstoff, es ist das Wasser; Die Erdoberfläche ist zu heiß, als dass sich irgendwelche Körper oder sogar Pfützen aus flüssigem Wasser bilden könnten. Also Leben auf der Oberfläche des Planeten nicht so sehr, es gibt mindestens zwei moderne Lebensformen, die in diesem Zustand "auf" (in der Atmosphäre) eines Planeten überleben könnten :

  • Radiodurans , dieser kleine Extremophile, der extreme Kälte, Dehydrierung, ionisierende Strahlung, starke Säuren und hartes Vakuum überleben kann; Sie fanden es zuerst am Rand des Weltraums schwebend, über der Kármán-Linie und gedeihen in UV, das stark genug ist, um chirurgische Ausrüstung zu sterilisieren. Es könnte während des Hadaikums dieselbe, wahnsinnig feindselige Umgebung bewohnen.

  • Jede der wolkengetragenen oder stratosphärischen Bioaerosolgemeinschaften , ich dachte insbesondere an frei schwebende Mitochondrien, aber sie würden freien Sauerstoff benötigen, also wahrscheinlich nicht, es gibt ähnliche Kreaturen, die Schwefeloxidgase, Methan und CO 2 nutzen , die Kandidaten sein könnten.