Focus (TELEAC / NTR)
Van Plant tot Planeet. Leven uit licht (zo 9 sep 2012, 19:25)
Documentaire "Planten zijn een stille kracht die de aarde hebben vormgegeven, onze atmosfeer opbouwen en de evolutie van elke diersoort in gang houden".
Deze aardige serie is gebaseerd op de BBC serie
How to grow a Planet (met Engelse ondertiteling) olv Schot, Geoloog en Prof. Iain Steward. In de versie, die op de Nederlandse TV vertoond werd, is Iain zoveel mogelijk verwijderd en zijn sappige schotse accent vervangen door een onbestemd smaakloze damesvoice-over. Sommige proefjes worden door een vrouw op dezelfde locatie uitgevoerd dus zal de BBC deze versie wel speciaal gemaakt hebben voor de export. Ik prefereer het aanstekelijke commentaar van
Iain.
Voor we wat hoogtepuntjes bespreken gaan we eerst, als een echte leraar, eerst de Coqui-kennis opfrissen en het referentiekader goed vastleggen.
In
Sterevolutie van groengasnevel tot zwartkool leerden we dat de aarde een stellaire kernfusie-afvalklomp is uit 9 miljard jaar kernfusie in sterren en supernova's. Op deze ratjetoe-planeet van 4,7 miljard jaar oud is een groot deel van het chemische periodiek systeem beschikbaar voor allerlei leuke scheikundeproefjes.
In
Vertebraten evolutie: Dawn leerden we dat na 2,1 miljard jaar = 2,5 miljard jaar geleden de eerste micro-organismen werden gevormd zoals bacteriën en blauw-algen. Cyanobacteriën zouden zelfs al 3,5 miljard jaar geleden op aarde leven.
In
De Tiktaalik leerden we over het grote belang van 'levensgas of natuurgas' CO
2.
We gaan 3 miljard jaar terug in de tijd. Er was heel weinig vrij zuurstof en de aardatmosfeer bestond uit giftige gassen (uit methaan(aardgas) en zwaveldioxide en CO
2?) De sterke UV-straling van de zon maakte leven op het droge onmogelijk. In zee wordt die straling gefilterd en daar kon leven ontstaan: de
Halobacteriën. Dit zijn eencellige micro-organismen; ze zijn halofiel: ze leven in milieus die verzadigd zijn aan zout. Ze vormen ATP (drager van chemische energie) uit zonlicht via de
rose-rood-paarse retinal-kleurstof. De zee kleurde daardoor helemaal paars. Onder deze paarse halo-laag ontstond in zee een nieuw organisme dat zich specialiseerde in het overblijvende licht, groen-blauw dus en dat zijn de blauw-algen of Cyanobacteriën.
De groene kleur van de planten op aarde is dus puur toeval.
Deze groene vroegste voorlopers van onze planten kunnen wat nieuws: ze verkrijgen energie uit de zon via een ingewikkeld chemisch proces:
de Fotosynthese.
Fotosynthese, het belangrijkste proces in de natuur. Met water uit de grond of de zee worden suikers en allerhande koolwaterstoffen gevormd met CO
2 uit de atmosfeer. Fotonen worden ingevangen door 'the light harvesting complex'. Er zijn 2 of 12? fotonen nodig om een watermolecuul te splitsen in H en O. Er zijn veel mooie schematische, informatieve,
plaatjes van
Photosynthesis.
Er is één nadeel, wat later een voordeel zal blijken: er komt een gasvormig afvalproduct bij vrij: zuurstof O
2. Deze zuurstof gaat de atmosfeer van de aarde drastisch veranderen van zuurstofarm en reducerend naar zuurstofrijk en oxiderend.
De grote oxidatiegebeurtenis:
Oxygen Catastrophe or Oxygen Crisis.
In de documentaire worden
BIF's (Banded Iron Formations) in Kumba ijzererts uit de Sishen Mine getoond van 2,5 miljard jaar geleden. De ijzerlagen zijn roestrood door reactie met zuurstof en bewijzen dat toen voor het eerst zuurstof in de atmosfeer stroomt. Opgelost ijzer in de oceanen reageerde met deze zuurstof waardoor ijzeroxiden (roest) ontstonden die slecht in water oplosbaar zijn. Deze ijzeroxiden sloegen neer op de zeebodem op een laag anoxische modder.
Uiteindelijk zat er zoveel zuurstof in de atmosfeer dat er hoog in de dampkring ozon werd gevormd die de UV straling absorbeert. Planten konden nu eindelijk (na 2 miljard jaar) verhuizen naar het land = 400 mjg.
O ja en ondertussen gingen de cyanobacterien samenwerken en vormden grote clusters van bladgroenkorrels genaamd plant(en).
Eerste (land)planten Aglaophyton (links) zijn een paar cm hoog. Kale stengels met bolvormige uiteinden. Ze zijn gevonden in Schotland in
Rhynie Chert. Ingewikkelde voortplanting met ♂ & ♀ gametofyten waarbij het sperma door regenwater naar de eicellen zwemt. Artist impression van een
Devoon Baai met Aglaophyton. Let op geen bladeren dus nog.
Wortels worden wel al snel gevormd om door rotsen heen te dringen -> en zo grond(aarde) te vormen dat water vasthoudt. 40% van de aarde(planeet) is nu bedekt met aarde(grond). Het kost 1000 jaar om 2 cm grond te vormen. Dat is in een miljoen jaar dus 20 meter! Zo konden de planten het land koloniseren. En de dieren durfden nu ook uit het water te komen.
Zoals het
op de kop zwemmende levende fossiel Degenkrab, een kreeftachtige geleedpotige die in 500 mj niet veel veranderde en nu nog aan land komt in de US. Kieuwen lijken op longen zodat ze lang buiten het water kunnen leven. Ze leggen eieren op land. 400 mjg komen ze voor het eerst aan land gevolgd door insecten en amfibieën zoals
De Tiktaalik.
De degenkrab heeft
(hemels)blauw hemocyanide bloed en negen ogen.