大約24億年前的大氧化事件（GOE）形成了今天許多生物賴以生存的富氧大氣。

น่าแปลกที่แบคทีเรียบางสายพันธุ์ก้าวไปข้างหน้าหนึ่งก้าวแล้วเมื่อพูดถึงวิธีการวิวัฒนาการในการควบคุมองค์ประกอบนี้เพื่อการหายใจ

การใช้ข้อมูลจีโนมของแบคทีเรีย geomarkers และเทคนิคการเรียนรู้ของเครื่องที่ออกแบบมาเพื่อค้นหารูปแบบทางพันธุกรรมทีมนักวิจัยนานาชาติมองหาหลักฐานเพื่ออธิบายแบคทีเรียแอโรบิก (การหายใจออกซิเจน) ที่เก่าแก่ที่สุด

雖然大多數菌株在GOE之後都具備了耐受和利用氧氣的能力，但研究人員確實發現了一些異常情況 —— 某些細菌在地球大氣中氧氣水準迅速上升前約9億年是有氧的。

ในบรรดาแบคทีเรียที่เกี่ยวข้อง 80 สายพันธุ์ นักวิจัยพบการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมมากกว่า 0 ชนิดจากการเผาผลาญที่ไม่สามารถใช้ออกซิเจนไปสู่การเผาผลาญที่สามารถใช้ออกซิเจนได้ การประมาณการตามอัตราการสะสมของการกลายพันธุ์ชี้ให้เห็นว่าอย่างน้อยการกลายพันธุ์บางอย่างเกิดขึ้นก่อนที่ระดับออกซิเจนในชั้นบรรยากาศของโลกจะเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสําคัญ

"การเปลี่ยนแปลงอย่างน้อยสามครั้งเกิดขึ้นก่อน [GOE] ซึ่งบ่งชี้ว่าการหายใจแบบแอโรบิกมีวิวัฒนาการก่อนเกิดออกซิเดชันในชั้นบรรยากาศอย่างกว้างขวาง ซึ่งอาจมีส่วนช่วยในวิวัฒนาการของการสังเคราะห์แสงที่มีออกซิเจนในไซยาโนแบคทีเรีย" ”

กล่าวอีกนัยหนึ่ง ผู้หายใจออกซิเจนในยุคแรกๆ เหล่านี้อาจวางรากฐานให้ลูกหลานของพวกเขาใช้น้ําและก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เพื่อดักจับแสงแดด ปล่อยออกซิเจนที่เก็บไว้ ซึ่งเรียกว่าเหตุการณ์ออกซิเดชันครั้งใหญ่ในภายหลัง

เราต้องขอบคุณมากสําหรับจุลินทรีย์ตัวเล็ก ๆ เหล่านี้ เมื่อระดับออกซิเจนเพิ่มขึ้นแบคทีเรียที่ใช้องค์ประกอบนี้แล้วสามารถทนต่อผลกระทบได้เร็วกว่าลูกพี่ลูกน้องที่ไม่ใช้ออกซิเจน เกมแห่งการเอาชีวิตรอดเปลี่ยนไป ซึ่งในที่สุดก็นําไปสู่สถานการณ์ที่เราอยู่ในตอนนี้

ต่อไปนี้คือสมมติฐานบางประการเกี่ยวกับวิธีที่ยีนของแบคทีเรียสมัยใหม่สามารถเชื่อมโยงกับยีนของแบคทีเรียโบราณ และทํางานบําบัดด้วยออกซิเจนเช่นเดียวกัน แต่นักวิจัยเชื่อว่ามีสายพันธุ์แบคทีเรียเพียงพอและหลักฐานที่ชัดเจนเพื่อยืนยันความเชื่อมโยง

"สิ่งนี้ช่วยให้เราสามารถปรับเทียบวิวัฒนาการของแบคทีเรียกับบันทึกการให้ออกซิเจนในชีวมณฑล ซึ่งเพิ่มบันทึกฟอสซิลที่จํากัดของชีวิตในวัยเด็กอย่างมาก และนํามาซึ่งความละเอียดใหม่สําหรับการศึกษาวิวัฒนาการชั่วคราวที่ลึกซึ้ง" ”

การค้นพบเหล่านี้ไม่เพียงแต่ยืนยันแนวคิดที่ว่าประวัติของแบคทีเรียแอโรบิกย้อนกลับไปอีกนาน แต่ยังให้หลักฐานเพิ่มเติมว่าไซยาโนแบคทีเรียมีวิวัฒนาการค่อนข้างช้า

นักวิจัยหวังว่าการผสมผสานของเทคโนโลยีที่ใช้ในที่นี้ – การรวมเครื่องมือต่างๆ เข้าด้วยกันเพื่อเติมเต็มช่องว่างในความรู้ของเรา – สามารถช่วยศึกษาการพัฒนาคุณสมบัติอื่นๆ ของรูปแบบสิ่งมีชีวิตที่เก่าแก่ที่สุดของโลกได้

"วิธีการที่พัฒนาขึ้นที่นี่เป็นกรอบสําหรับการเชื่อมโยงลายเซ็นของจุลินทรีย์กับประวัติศาสตร์ธรณีเคมี ซึ่งเป็นเส้นทางสําหรับการสํารวจวิวัฒนาการของฟีโนไทป์อื่นๆ ในบริบทของประวัติศาสตร์โลก" ”

การศึกษานี้ตีพิมพ์ในวารสารวิทยาศาสตร์