L'oceano rende la Terra abitabile

Principio 4: l’oceano rende la Terra abitabile.

A. La vita così come la conosciamo non esiste senza l’acqua.

B. Quasi la totalità dell’acqua esistente sulla Terra si trova nell’oceano.

Principio 4: l’oceano rende la Terra abitabile.

Origine della Vita

A. Ci sono le prove che la vita sia iniziata nell’oceano.

A.1. Ci sono prove fossili che i primi organismi sulla Terra furono batteri che vissero nell’oceano.

Produzione di Ossigeno

B. La maggior parte dell’ossigeno presente in atmosfera è derivato originariamente dall’attività di organismi fotosintetici vissuti nell’oceano.

B.1. Alcuni organismi sulla terraferma e nell’oceano usano anidride carbonica (CO₂), acqua e radiazione solare per costruirsi il proprio nutrimento. Questo processo è chiamato fotosintesi e rilascia ossigeno.

Principio 4: l’oceano rende la Terra abitabile.

Produzione di Ossigeno

A. L’ossigeno in atmosfera ha avuto origine da organismi fotosintetici vissuti nell’oceano.

A.1. La Terra in origine aveva un’atmosfera contenente gas tossici per la maggior parte degli organismi. Non si è sviluppata la vita sulla terraferma finché l’ossigeno non è diventato disponibile nell’atmosfera.

A.2. I cianobatteri (alghe blu e verdi) che vivevano nell’oceano hanno prodotto l’ossigeno, attraverso il processo di fotosintesi, che poi si è diffuso nell’atmosfera terrestre nel corso di milioni di anni.

A.3. L’ossigeno prodotto dai cianobatteri attraverso la fotosintesi dapprima si accumulò nell’oceano e poi nell’atmosfera dove, attraverso la formazione di ozono, impediva a gran parte della radiazione UV di raggiungere la superficie terrestre.

A.4. A partire da 550 milioni di anni fa, i livelli di ossigeno ed ozono nell’atmosfera sono risultati sufficientemente alti da permettere lo sviluppo e la sopravvivenza di organismi terrestri.

A.5. La maggior parte dell’ossigeno consumato dagli organismi viventi sulla terraferma e in acqua è prodotto da organismi fotosintetici che vivono nell’oceano.

A.6. Il processo di fotosintesi produce ossigeno gassoso, mentre la respirazione e la decomposizione lo consumano.

Origine della Vita

B. La vita ha avuto inizio nell’oceano e la prima testimonianza della vita è stata trovata in antichi sedimenti oceanici.

B.1. Il record fossile delle antiche forme di vita fornisce prove per la teoria dell’evoluzione e dell’importante ruolo che l’oceano ha giocato nell’evoluzione della vita sulla Terra.

B.2. I cianobatteri (alghe blu e verdi), antenati di tutte le piante e le alghe, sono tra i più antichi fossili attualmente conosciuti sul pianeta Terra. Questi organismi vecchi di 3 miliardi di anni si sono evoluti nell’oceano e sono stati ritrovati in antichi sedimenti oceanici.

B.3. Il cloroplasto, che le piante usano per creare il loro stesso nutrimento attraverso la fotosintesi, è un’eredità dei cianobatteri.

B.4. I milioni di diverse specie di organismi presenti attualmente sul pianeta Terra sono legati da una comune discendenza che si è sviluppata nell’oceano e continua tutt’ora ad evolversi.

Principio 4: l’oceano rende la Terra abitabile.

Produzione di Ossigeno

A. L’accumulo di ossigeno nell’atmosfera terrestre attraverso la fotosintesi è stato necessario per lo sviluppo ed il sostentamento della vita sulla terraferma.

A.1. Tutto l’ossigeno gassoso deriva originariamente da organismi fotosintetici vissuti nell’oceano.

A.2. Circa 3 miliardi di anni fa, i cianobatteri, grazie alla loro capacità di utilizzare radiazione solare, acqua e gas per sintetizzare molecole organiche, produssero ossigeno gassoso come prodotto di scarto.

A.3. Fino a circa 2,5 miliardi di anni fa, la maggior parte dell’ossigeno gassoso prodotto attraverso la fotosintesi fu consumato nel processo di ossidazione di composti riducenti, processo che diede origine a vasti depositi sedimentari e che cambiò la chimica dell’oceano e dei sedimenti marini.

A.4. L’ossigeno disciolto cominciò ad accumularsi nell’oceano quando la maggior parte dei composti riducenti liberi fu ossidata.

A.5. L’accumulo di ossigeno nell’oceano permise lo sviluppo di batteri aerobi che lo utilizzarono in un nuovo percorso biochimico producendo l’adenosina trifosfato (ATP) in maniera più efficiente.

A.6. Questo percorso biochimico energeticamente più efficiente, che si sviluppò nei batteri aerobi insieme alla presenza di ossigeno nell’oceano, permise lo sviluppo nell’oceano di cellule eucariote complesse circa 2 miliardi di anni fa.

A.7. Tra 2,3 e 2,4 miliardi di anni fa, la concentrazione di ossigeno nell’oceano fu abbastanza alta da permettergli di iniziare a fuoriuscire e accumularsi nell’atmosfera dove, attraverso la formazione di ozono, ha impedito a gran parte della radiazione UV di raggiungere la superficie terrestre.

A.8. La vita multicellulare, che richiede alti livelli di ossigeno, si sviluppò circa 1 miliardo di anni fa. A partire da 550 milioni di anni fa, i livelli di ossigeno libero e di ozono furono abbastanza alti da permettere lo sviluppo di organismi terrestri.

A.9. La fotosintesi produce ossigeno gassoso ed è controbilanciata dalla perdita di ossigeno gassoso attraverso la respirazione, la degradazione degli organismi e l’ossidazione di minerali affioranti. Il seppellimento nei sedimenti del fondale oceanico di una parte degli organismi morti previene la loro degradazione e mantiene l’ossigeno atmosferico attorno al 20%.

A.10. Non esiste uno stato stazionario dell’ossigeno gassoso su scala temporale geologica. Le concentrazioni di ossigeno e CO₂ in atmosfera variano entro limiti relativamente ampi controllati da una combinazione di processi biologici, geologici e chimici.

Origine della Vita

B. La vita ebbe inizio nell’oceano e la prima testimonianza della vita è stata rinvenuta in antichi sedimenti oceanici.

B.1. I milioni di diverse specie di organismi presenti oggi sulla Terra sono legati da antenati comuni che si sono evoluti nell'oceano e continuano tutt’ora ad evolversi.

B.2. Il record fossile di antiche forme di vita fornisce prove per la teoria dell’evoluzione e dell’importante ruolo che l’oceano ha giocato nell’evoluzione della vita sulla Terra.

B.3. I primi organismi pluricellulari che invasero la terraferma dall’oceano furono le piante seguite dagli artropodi. Più tardi, organismi quali i pesci a pinne lobate cominciarono a muoversi tra le secche e la terraferma. Questi pesci si sono evoluti in anfibi.

B.4. Una teoria dominante a proposito dell’evoluzione di forme di vita primordiali (procarioti) è che si siano evolute nell’oceano circa 3,5 miliardi di anni fa nei pressi di una sorgente idrotermale.

B.5. La maggioranza degli organismi viventi, inclusi tutti gli animali, le piante, i funghi e i protisti, è costituita da eucarioti che si sono evoluti dai procarioti.