How a single-celled organism almost wiped out life on Earth - Anusuya Willis

תרגום: Roni Ravia עריכה: Sigal Tifferet

There's an organism that changed the world.

ישנו אורגניזם ששינה את העולם.

It caused both the first mass extinction in Earth's history

הוא גרם להשמדה ההמונית הראשונה בהיסטוריה של כדור הארץ

and also paved the way for complex life.

וכן סלל את הדרך להתהוות חיים מורכבים.

How?

כיצד?

By sending the first free oxygen molecules into our atmosphere,

על ידי שחרור מולקולת החמצן הבודדת הראשונה לאטמוספירה שלנו,

and they did all this as single-celled life forms.

וכל זאת נעשה על אף היותו יצור חד תאי.

They're cyanobacteria,

זו היא הציאנובקטריה,

and the story of these simple organisms

והסיפור שמאחורי היצור הפשוט הזה

that don't even have nuclei or any other organelles

שאין לו אפילו גרעין או כל אברון אחר

is a pivotal chapter in the story of life on Earth.

מהווה פרק חיוני בסיפור החיים על כדור הארץ.

Earth's atmosphere wasn't always the oxygen-rich mixture we breathe today.

אטמוספירת כדור הארץ לא תמיד הייתה כל כך עשירה בחמצן כפי שהיא כיום.

3.5 billion years ago, the atmosphere was mostly nitrogen,

לפני 3.5 מיליארד שנים, האטמוספירה הייתה מורכבת ברובה מחנקן,

carbon dioxide,

פחמן דו חמצני,

and methane.

ומתאן.

Almost all oxygen was locked up in molecules like water,

כמעט כל החמצן היה כלוא בתוך מולקולות כמו מולקולת המים,

not floating around in the air.

ולא היה חופשי לנוע באויר.

The oceans were populated by anaerobic microbes.

האוקיינוסים אוכלסו במיקרובים אנארובים.

Those are simple, unicellular life forms that thrive without oxygen

אלו הם יצורים פשוטים חד תאיים המשגשגים בהיעדר חמצן

and get energy by scavenging what molecules they find.

ומקבלים אנרגיה מכל מולקולה שעולה בחכתם.

But somewhere between 2.5 and 3.5 billion years ago,

אבל איפה שהוא לפני 2.5-3.5 מיליארד שנים,

one of these microbial species,

זן אחד ממיקרובים אלו,

probably floating on the surface of the ocean,

שכנראה ריחף לו על פני האוקיינוס,

evolved a new ability: photosynthesis.

רכש לו כשרון חדש: היכולת לבצע פוטוסינתזה.

Structures in their cell membrane could harness the energy from sunlight

מבנים בקרום התא שלו יכלו להשתמש באנרגיה סולרית

to turn carbon dioxide and water into oxygen gas and sugars,

להפקת חמצן וסוכרים מתוך מולקולות פחמן דו חמצני ומים,

which they could use for energy.

ולהשתמש בסוכרים אלו כמקור אנרגיה.

Those organisms were the ancestors of what we now call cyanobacteria.

אורגניזם זה הינו האב טיפוס של האורגניזם הקרוי כיום בשם ציאנובקטריה.

Their bluish color comes from the blue-green pigments

צבען הכחלחל בא מן הפיגמנט הכחול-ירוק

that capture the sunlight they need.

האחראי לקליטת אור השמש הנחוץ להן.

Photosynthesis gave those ancient bacteria a huge advantage over other species.

פוטוסינתזה היוותה עבור חיידקים עתיקים אלו יתרון אדיר על פני זנים אחרים.

They could now produce their own energy

הם יכלו כעת לייצר אנרגיה בשביל עצמם

from an almost endless supply of raw ingredients,

מתוך מאגר כמעט אינסופי של חומרי גלם,

so their populations exploded

אז האוכלוסיה שלהם גדלה פלאים

and they started polluting the atmosphere with a new waste product: oxygen.

והם החלו לזהם את האטמוספירה עם תוצר לוואי חדש: חמצן.

At first, the trickle of extra oxygen was soaked up by chemical reactions with iron

בתחילה, עודף החמצן נספג בתגובות כימיות עם ברזל

or decomposing cells,

או עם תאים שהתפרקו,

but after a few hundred million years,

אבל אחרי כמה מאות מיליוני שנים,

the cyanobacteria were producing oxygen faster than it could be absorbed,

קצב ייצור החמצן על ידי הציאנובקטריה היה מהיר יותר מקצב ספיגתו,

and the gas started building up in the atmosphere.

וכך החל הגז להצטבר באטמוספירה.

That was a big problem for the rest of Earth's inhabitants.

זה היווה בעייה חמורה עבור שאר תושבי כדור הארץ.

Oxygen-rich air was actually toxic to them.

אויר עשיר בחמצן היה למעשה רעיל בשבילם.

The result?

התוצאה?

About 2.5 billion years ago was a mass extinction of virtually all life on Earth,

לפני כ-2.5 מיליון שנים התרחשה השמדה המונית של כל צורות החיים על פני כדור הארץ,

which barely spared the cyanobacteria.

שכמעט וכילתה גם את הציאנובקטריה.

Geologists call this the Great Oxygenation Event,

גיאולוגים קוראים לזה אירוע החימצון הגדול,

or even the Oxygen Catastrophe.

או אפילו שואת החמצן.

That wasn't the only problem.

וזו לא הייתה הבעייה היחידה.

Methane had been acting as a potent greenhouse gas that kept the Earth warm,

מתאן פעל כגז חממה עוצמתי ששמר על חום כדור הארץ,

but now, the extra oxygen reacted with methane to form carbon dioxide and water,

אבל כעת, עודף החמצן חבר למתאן ויחד הם יצרו פחמן דו חמצני ומים

which don't trap as much heat.

שלא לוכדים חום כל כך טוב.

The thinner atmospheric blanket

שמיכת האטמוספירה הדקה

caused Earth's first, and possibly longest, ice age,

גרמה לעידן הקרח הראשון ויתכן גם הארוך בתולדות כדור הארץ

the Huronian Glaciation.

עידן הקרח ההורוני.

The planet was basically one giant snowball

כדור הארץ היה למעשה כדור שלג ענק

for several hundred million years.

במשך כמה מאות מיליוני שנים.

Eventually, life adjusted.

בסופו של דבר, החיים הסתגלו.

Aerobic organisms, which can use oxygen for energy,

אורגניזמים אירובים, אשר מסוגלים להשתמש בחמצן לאנרגיה,

started sopping up some of the excess gas in the atmosphere.

החלו לצרוך חלק מעודף גז החמצן באטמוספירה.

The oxygen concentration rose and fell

ריכוז החמצן עלה וירד לחלופין

until eventually it reached the approximate 21% we have today.

עד שהגיע לערך של כ-21% שיש לנו כיום.

And being able to use the chemical energy in oxygen

והיכולת להשתמש באנרגיה הכימית שבחמצן

gave organisms the boost they needed to diversify

אפשרה את המגוון בקרב האורגניזמים

and evolve more complex forms.

והופעת צורות חיים מורכבות יותר.

Cyanobacteria had a part to play in that story, too.

ציאנובקטריה מילאה תפקיד חשוב גם בתהליך זה.

Hundreds of millions of years ago,

לפני מאות מיליוני שנים,

some other prehistoric microbe swallowed a cyanobacterium whole

מיקרוב פרהיסטורי אחר בלע ציאנובקטריה בשלמותה

in a process called endosymbiosis.

בתהליך הנקרא אנדוסימביוזה.

In doing so, that microbe acquired its own internal photosynthesis factory.

כתוצאה מכך, מיקרוב זה רכש לעצמו מכונת יצור פנימית לביצוע פוטוסינתזה.

This was the ancestor of plant cells.

היה זה אב הטיפוס של תאי הצמח.

And cyanobacteria became chloroplasts,

וכך ציאנובקטריה הפכה לכלורופלסט,

the organelles that carry out photosynthesis today.

האברון האחראי לביצוע הפוטוסינתזה כיום.

Cyanobacteria are still around in almost every environment on Earth:

ציאנובקטריות קיימות גם היום כמעט בכל סביבה על כדור הארץ:

oceans,

אוקיינוסים,

fresh water,

מאגרי מים מתוקים,

soil,

אדמה,

antarctic rocks,

סלעים אנטארקטים,

sloth fur.

פרוות העצלן.

They still pump oxygen into the atmosphere,

הן עדיין פולטות חמצן לאטמוספירה,

and they also pull nitrogen out to fertilize the plants they helped create.

והן גם קולטות חנקן שעוזר בדישון הצמחים שהן עזרו ליצור.

We wouldn't recognize life on Earth without them.

החיים על כדור הארץ כיום לא היו מתאפשרים בלעדיהן.

But also thanks to them,

אבל בגללן,

we almost didn't have life on Earth at all.

כמעט ולא היו חיים על כדור הארץ בכלל.