Βακτήρια: οι ευεργέτες μας

Τα  βακτήρια,  για  δυο  δισεκατομμύρια  χρόνια,  ήσαν οι  μόνες  ζωντανές  μορφές πάνω  στη  Γη.  Ζούσαν σε απόλυτη ηρεμία και δεν έδειχναν να έχουν μεγαλεπήβολα σχέδια για το μέλλον τους. Κάποτε, στο πρώτο δισεκατομμύριο χρόνια της ύπαρξης ζωής στη Γη,  τα  κυανοβακτήρια  κατάφεραν να αντλήσουν –δι’ ιδίαν χρήσιν – το υδρογόνο,  που υπήρχε παντού σε ανεξάντλητες ποσότητες, ως ένωση με το οξυγόνο, με τη μορφή ύδατος (Η2Ο). Τα βακτήρια, απορροφούσαν νερό, τρέφονταν με το υδρογόνο και  απελευθέρωναν  το  οξυγόνο στην ατμόσφαιρα. Ησαν δηλαδή οι εφευρέτες της  φωτοσύνθεσης.  Οι  Margulis  και  Saga n θα γράψουν : “ Η  φωτοσύνθεση είναι, αναμφιβόλως, η  σημαντικότερη  μεμονωμένη  μεταβολική  καινοτομία στην ιστορία της ζωής του πλανήτη”.  Είναι η ανάσα μας, το οξυγόνο μας, το δώρο των βακτηρίων προς εμάς.

Τα κυανοβακτήρια αυξάνονταν, πλουτίζοντας την ατμόσφαιρα με οξυγόνο. Βεβαίως, στους αναερόβιουςοργανισμούς, το οξυγόνο  είναι  δηλητηριώδες  αέριο. Το χρησιμοποιούν και τα λευκά μας αιμοσφαίρια για να σκοτώνουν τα βακτήρια που απειλούν τον οργανισμό μας.

Οι  οργανισμοί  όμως που μπόρεσαν να χρησιμοποιήσουν το  οξυγόνο  ως  πλούσια  πηγή  ενέργειας είχαν και το  πλεονέκτημα  να  απαλλάσσονται  και από τους βλαβερούς  οργανισμούς που ήσαν  ευπαθείς  σε αυτό και αναγκάστηκαν τότε  να  καταφύγουν  σε  αναερόβια  περιβάλλοντα, όπως σε βάλτους και βυθούς λιμνών. Μην τους λυπάστε όμως, γιατί  μερικοί  απ’αυτούς  επέζησαν  μέχρι  σήμερα και βρίσκονται στα έντερά μας, μας βοηθούν να χωνέψουμε την τροφή μας, αποφεύγοντας πάντοτε απόλυτα την επαφή τους με το οξυγόνο.

Τα κυανοβακτήρια εξακολούθησαν να παράγουν οξυγόνο και να εμπλουτίζουν την ατμόσφαιρα με αυτό. Πριν όμως από  3,5  δισεκατομμύρια  χρόνια, σε ρηχές θάλασσες και λίμνες, άρχισαν να εμφανίζονται οι  πρώτες  δομημένες  μορφές ζωής,  όταν τα  κυανοβακτήρια άρχισαν να γίνονται ελαφρώς κολλώδη και να  προσαρτούν  σωματίδιασκόνης και άμμου, σχηματίζοντας  ανθεκτικές  δομές,  τους  στρωματολίτες. Οι στρωματολίτες είχαν διάφορα μεγέθη και απίθανα σχήματα. Το όνομά τους οφείλουν στην ομοιότητά τους, μεταξύ των άλλων, και με πουπουλένια στρώματα. Με όλες τις μορφές τους όμως έμοιαζαν με ζωντανούς βράχους και αντιπροσωπεύουν ακόμη την πρώτη γνωστή στον κόσμο  απόπειρα  συνεργασίας  διάφορων οργανισμών,  επίγειων και υποθαλάσσιων, που ήταν προς όφελος όλων.

Οι  επιστήμονες  μελετούσαν τους στρωματολίτες μόνο από τα  απολιθώματά  τους, ώσπου το 1961 ανακάλυψαν στο  Shark  Bay, στην ερημική, βορειοδυτική ακτή της Αυστραλίας, στρωματολίτες να αναπνέουν κάτω από την επιφάνεια του νερού και να μας δίνουν φυσσαλίδες από το πολύτιμο οξυγόνο τους, δισεκατομμύρια χρόνια μετά. Με τις μικρές εκπνοές τους, οι λιλιπούτειοι αυτοί ευεργέτες μας πλούτισαν την ατμόσφαιρα  με  20%  οξυγόνο.  Το Shark Βay έχει γίνει τουριστικό αξιοθέατο, και, κατά τον  Richard  Fortey,  “πρόκειται για ένα πραγματικό ταξίδι μέσα στον χρόνο, αφού βλέπουμε τον χρόνο 3,5 δισεκατομμύρια χρόνια πριν”.

Η ζωή  σε  πολύπλοκες  μορφές  άργησε να εμφανισθεί γιατί οι μορφές αυτές της ζωής  χρειάζονταν  μεγάλη  ενέργεια,  που μόνο οι μικροοργανισμοί μπορούσαν να τους εξασφαλίσουν, έγραψε ο Fortey. Μόλις εξασφαλίστηκε η επάρκεια του οξυγόνου (20% στην ατμόσφαιρα) εμφανίστηκε εντελώς ξαφνικά ένας  νέος  τύπος  κυττάρου που είχε  πυρήνα  και άλλα μέρη, που ονομάστηκαν  οργανίδια  (μικρά όργανα). Πιστεύεται ότι στη συνέχεια δύο βακτήρια ενώθηκαν και  σχηματίστηκε  το  μιτοχόνδριο.  Η μιτοχονδριακή  συνένωση  (ενδοσυμβιωτικό  συμβάνκαλείται από τους βιολόγους), έκανε  δυνατή  την  ύπαρξη  πολύπλοκης  μορφής ζωής.  Στα  φυτά  αντίστοιχη εισβολή γέννησε τους  χλωροπλάστες,  που προκαλούν τη φωτοσύνθεση.

Τα μιτοχόνδρια  διαχειρίζονται  το  οξυγόνο,  που απελευθερώνει ενέργεια από τις τροφές. Χωρίς αυτή τη σημαντική βοήθεια των λιλλιπούτειων μιτοχονδρίων –δισεκατομμύρια απ’ αυτά χωρούν σε έναν κόκκο άμμου – η  Γη  θα  κατοικείτο  σήμερα  μόνο  από  μικρόβια.

Τα  μιτοχόνδρια ζουν μαζί μας, αλλά έχουν δικό τους βασίλειο. Εχουν  δικό  τους  DNA, αναπαράγονται  σε  δικούς  τους  χρόνους,  δεν μιλούν  την  ίδια  γενετική γλώσσα  με  το  κύτταρο  που  τα  φιλοξενεί  και,  γενικά,  έχουν  την  πλήρη  ανεξαρτησία τους.

Ο νέος τύπος κυττάρου  με πυρήνα  λέγεται  ευκαριώτης (ο παλαιός  λέγεται  προκαρυώτης). Οι  ευκαρυώτες  περιέχουν ως  1000  φορές  περισσότερο  DNA και είναι 10.000  φορές  μεγαλύτεροι  από τους προκαρυώτες.

Οι  μονοκύτταροι  ευκαρυώτες  ονομάζονται  πρώτιστα  και αποτελούν ένα θαύμα περιπλοκότητας. Η απλή αμοιβάδα,  που είναι μόνο ένα κύτταρο, περικλείει 400 εκατομμύρια  μονάδες  πληροφορίας  στο  DNA  της, αρκετές οπως είπε ο  Carl  Sagan  για  να  γεμίσουν  80   βιβλία  των  500  σελίδων.

Σε  ένα  δισεκατομμύριο  χρόνια,  οι  ευκαρυώτες  έμαθαν να σχηματίζουν περίπλοκους  πολυκύτταρους  οργανισμούς.

Η  Γη  ήταν  πια  έτοιμη  να  καλωσορίσει  οντότητες, όπως  εμείς.

Πηγή : Bill Bryson : A Short History of Nearly Everything, 2003, by Bill Bryson.

ΔΑΣΟΠΟΥΛΟΥ-ΝΟΜΠΕΛΗ ΑΙΚΑΤΕΡΙΝΗ-ΦΙΛΙΩ