p Pesquisadores do Departamento de Ciências da Terra da Universidade de Syracuse confirmaram que os níveis crescentes de oxigênio oceânico e atmosférico co-evoluíram com a vida marinha há centenas de milhões de anos. p Wanyi Lu, um Ph.D. candidato a estudar com o professor associado Zunli Lu (sem parentesco) na Faculdade de Artes e Ciências, é o autor principal de um artigo inovador em Ciência revista.

p O artigo vem de um período de vários anos, esforço de pesquisa multinacional liderado por Zunli Lu que repensa as causas e impactos do aumento da oxigenação nas plataformas continentais durante o atual Eon Fanerozóico, que começou há mais de 542 milhões de anos.

p "A maioria dos estudos da história do oxigênio se concentra na atmosfera e nos oceanos profundos, com implicações na evolução da vida, "Zunli Lu diz." Acreditamos no nível de oxigênio oceânico na coluna de água acima das plataformas continentais [ou seja, o oceano superior] pode ter sido uma besta diferente. "

p No centro da pesquisa da equipe estava um proxy geoquímico no qual Lu foi pioneiro em 2010. Usando uma nova abordagem baseada na geoquímica de iodo, ele e seus colegas mediram a proporção de iodo para cálcio em minerais e fósseis de carbonato de cálcio.

p Timothy Lyons, Distinto Professor de Biogeoquímica da Universidade da Califórnia, Riverside (UCR), considera a geoquímica do iodo uma "ferramenta poderosa" para restringir as condições de oxigênio em condições de superfície a perto da superfície do oceano antigo. "Estas são as águas em que os primeiros animais apareceram, evoluiu e avançou em direção a ecologias complexas, "diz ele." Os resultados deste estudo revelam dinâmicas ambientais nunca antes imaginadas nessas águas primitivas, e essas condições devem ter afetado os animais. "

p Lu leva o elogio na esportiva, mas insiste que as descobertas do grupo são novas. "O oceano superior tornou-se bem oxigenado muito mais tarde do que se pensava originalmente, " ele diz.

p O geoquímico de Syracuse ilustra seu ponto ao descrever uma densa névoa de metano que originalmente envolvia o planeta, deixando pouco ou nenhum oxigênio na atmosfera. Micróbios fotossintetizantes eventualmente produziram energia química suficiente, fazendo com que o oxigênio livre se acumule na atmosfera. "Isso preparou o cenário para o Grande Evento de Oxidação há cerca de 2,3 bilhões de anos, " ele diz.

p Com a oxigenação, veio o surgimento de formas de vida multicelulares durante o próximo bilhão de anos. Entre eles estavam eucariotos, cuja informação genética foi armazenada dentro de um núcleo ou núcleos ligados à membrana.

p A pergunta na mente de todos, notavelmente Wanyi Lu's, foi como e quando o oceano global se tornou oxigenado o suficiente para acomodar diversas formas de vida marinha, incluindo aqueles que estão vivos hoje.

p "Nossos dados de iodo são consistentes com um grande aumento no nível de oxigênio atmosférico que ocorreu cerca de 400 milhões de anos atrás, "diz o Lu, cujos estudos de doutorado envolvem geoquímica de baixa temperatura e mudanças ambientais globais. "No entanto, os níveis de oxigênio do oceano superior não se estabilizaram em condições quase modernas até 200 milhões de anos atrás, quando o plâncton eucariótico maior dominou os oceanos do mundo. O momento faz todo o sentido. "

p Para entender essas observações no registro de rocha, deve-se apreciar os processos biogeoquímicos e oceanográficos em grande escala, bem como a composição química atmosférica. "Examinamos as funções desses dois controles no oceano superior, usando um sofisticado Modelo de Sistema Terrestre [ESM] com um nome interessante:GENIE, que é a abreviatura de 'Grid-Enabled Integrated Earth, '"Zunli Lu diz.

p Andy Ridgwell, professor de Ciências da Terra na UCR, desenvolveu a estrutura de modelagem de assinatura do GENIE, que compõe uma gama de simulações ESM em várias escalas de tempo. "A maneira inovadora com que a equipe de Syracuse combinou medições de rochas antigas com um complexo, modelo matemático do sistema climático global e do ciclo do carbono foi impressionante, " ele diz.

p Ridgwell elogia a principal conclusão da análise final da equipe - que uma mudança fundamental nos eucariotos levou a uma maior profundidade de remineralização de matéria orgânica e, em última análise, um oceano superior "resilientemente oxigenado". "Isso se encaixa perfeitamente com nossa compreensão crescente dos principais passos evolutivos dados para criar o planeta que temos hoje, "diz Ridgwell, que estuda modelagem biogeoquímica e mudanças climáticas de longo prazo.

p Lee Kump, reitor da Faculdade de Ciências da Terra e Minerais da Penn State, diz que as descobertas do grupo são um poderoso lembrete de como a teoria da evolução de Darwin pode estar apenas parcialmente certa. “Mudanças no meio ambiente afetam a evolução biológica, para ter certeza, mas a inovação biológica pode afetar o meio ambiente, mesmo em escala global, ”, afirma o renomado paleoclimatologista.

p Esse não é o fim da história, Contudo. Ros Rickaby, professor de geoquímica da Universidade de Oxford (Reino Unido), afirma que as descobertas também reforçam a ligação entre a oxigenação e o tamanho corporal dos animais marinhos. "É incrível pensar que o sucesso crescente do plâncton mineralizante microscópico no oceano, através da mudança na distribuição de oxigênio, poderia ter tido efeitos de longo alcance em todo o sistema terrestre para aumentar o tamanho médio do corpo dos animais, "ela diz." Isso nos lembra da intrincada interconexão entre todas as partes do ecossistema marinho. "

p Zunli Lu acrescenta:"É um excelente exemplo da coevolução da vida e do planeta."