Un team di scienziati internazionali, tra cui ricercatori dell'Università di St. Andrews, Syracuse University e Royal Holloway, Università di Londra, hanno dimostrato una nuova fonte di cibo per i primi anni di vita sul pianeta.

La vita sulla Terra si basa sulla disponibilità di elementi critici come azoto e fosforo. Questi elementi nutritivi sono onnipresenti in tutta la vita, poiché sono necessari per la formazione del DNA, gli schemi della vita, e proteine, il macchinario. Originariamente provengono dalle rocce e dall'atmosfera, quindi la loro disponibilità alla vita ha oscillato insieme a cambiamenti significativi nella chimica degli ambienti della superficie terrestre nel corso del tempo geologico.

La ricerca, pubblicato in Geoscienze naturali , rivela come la fornitura di questi elementi abbia avuto un impatto diretto sulla crescita dell'atmosfera ricca di ossigeno della Terra e sia stata la chiave per l'evoluzione dei primi anni di vita sulla Terra.

Il cambiamento più drammatico nella storia della Terra ha seguito l'evoluzione della fotosintesi ossigenata, che ha radicalmente trasformato il pianeta fornendo una fonte di carbonio alla biosfera e una fonte di ossigeno all'atmosfera, quest'ultimo culmina nel Grande Evento di Ossidazione (GOE) circa 2,3 miliardi di anni fa.

Nonostante l'importanza fondamentale dei nutrienti per la vita, la disponibilità di azoto e fosforo negli oceani pre-GOE non è ben compresa, in particolare come l'apporto di questi elementi ha guidato e/o risposto all'ossigenazione planetaria.

Utilizzando campioni di rocce eccezionalmente ben conservate che sono state associate a prove precoci della fotosintesi ossigenata 2,7 miliardi di anni fa, il team di ricercatori ha esaminato il primo ciclo dell'azoto della Terra per decifrare i feedback associati alle fasi iniziali dell'ossigenazione planetaria.

"C'è una piccola roccia preziosa disponibile da questo intervallo di tempo che è adatta al tipo di analisi che abbiamo eseguito. La maggior parte delle rocce così antiche è stata deformata e riscaldata durante 2,7 miliardi di anni di attività tettonica a zolle, rendendo i segnali originari della vita perduta, "dice Christopher Junium, professore associato di Scienze della Terra presso il College of Arts and Sciences.

I campioni di roccia hanno mostrato la prima prova diretta dell'accumulo di una grande pozza di ammonio negli oceani pre-GOE. Questo ammonio avrebbe fornito un'ampia fonte di azoto per alimentare la prima biosfera e la produzione di ossigeno associata.

Il capo del gruppo di ricerca Aubrey Zerkle, lettore nella School of Earth and Environmental Sciences dell'Università di St Andrews, dice:"Oggi pensiamo all'ammonio come all'odore sgradevole dei nostri prodotti per la pulizia, ma sarebbe servito come un buffet a volontà per i primi organismi generatori di ossigeno, un miglioramento significativo rispetto agli scarti dei cassonetti su cui facevano affidamento in precedenza nella storia della Terra".

Oltre ad aiutare gli scienziati a comprendere meglio il ruolo del ciclo dell'azoto nell'ossigenazione globale, le nuove scoperte forniscono anche un contesto per altri feedback sui nutrienti durante la prima evoluzione planetaria.

"Sta diventando sempre più chiaro che il gioco della limitazione dei nutrienti ha oscillato avanti e indietro nella storia della Terra mentre la vita si è evoluta e le condizioni sono cambiate, "dice Junio.

Sorprendentemente, la prova di una significativa ossigenazione atmosferica non appare fino a 400 milioni di anni dopo, il che significa che qualche altro nutriente, come il fosforo, deve essere stato importante nel determinare il ritmo evolutivo.