شواهد بیوشیمیایی و فسیلی نشان می‌دهد که در پیش از زمان زمین شناسی کریوژنین، تولیدکنندگان اولیه در اقیانوسها عمدتاً باکتریها بودند، در حالیکه یوکاریوتها هنوز تنوع محدودی داشتند. بررسی مولکولهای زیستی در سنگ‌های تونیَن حاکی از حضور نخستین جلبکهای چندسلولی سبز و شاخه‌های ابتدایی استرپتوفیتا در محیطهای شیرین است. پژوهشها نشان می‌ دهد که این موجودات، شامل باکتریهای مولد پروتواسترول و یوکاریوتهای ابتدایی، بین ۱.۶ تا ۰.۸ میلیارد سال پیش در گستره وسیعی از محیطهای آبی زندگی می‌ کردند و پایه زیست‌ بومهای فتوسنتز کننده را شکل دادند.

تنوع یوکاریوت‌ ها و نوآوریهای زیستی

مطالعات روی رسوبات ۷۸۰ تا ۷۲۹ میلیون ساله نشان داده است که مولکولهای زیستی مانند استران‌ها و تری‌ترپان‌ها از یوکاریوت ها منشأ گرفته‌اند و قدیمیترین شواهد قطعی استرول‌ ها در چینه‌های تونیَن یافت می‌ شوند. پیدایش توانایی ساخت استرول‌ های نوع C29، به‌ ویژه استرول‌ های ۲۴-اتیل، در طول یخبندانهای کریوژنین احتمالاً نقش اساسی در غلبه جلبکهای سبز بر زیست‌ بومهای دریایی داشته و پاسخی به فشارهای سرمای شدید و تغییرات سریع اقلیمی بوده است.

جلبکهای برفی؛ سازگاری با سرمای شدید و تابش نور

جلبکهای برفی مدرن، مانند گونه‌ های Chlamydomonas و Chloromonas، با تولید رنگدانه‌ های کاروتنوئیدی و لیپیدهای محافظ، می‌ توانند در برابر سرمای شدید، نور UV بالا و منابع غذایی محدود دوام بیاورند. ترکیب اسیدهای چرب و کاروتنوئیدهای ثانویه در سیست های این جلبکها شباهت قابل توجهی با فسیلهای آکریتارک نئوپروتروزوییک دارد و نشان می‌دهد که اجداد باستانی آنها در طول یخبندانهای جهانی سطح قاره‌ های یخ‌پوش را اشغال کرده بودند.

نقش جلبکها در تغییرات اقلیمی نئوپروتروزوییک

شکوفایی جلبکهای برفی در دوره کریوژنین همزمان با گسترش یخها و سپس گرم‌ شدن ناگهانی زمین رخ داد. پژوهشها نشان می‌ دهد که این جلبکها با کاهش بازتابندگی (آلبدو) برف و افزایش نرخ ذوب یخها تأثیر مستقیم داشته‌اند. اندازه‌گیری‌ های مدرن نشان داده‌ اند که حضور جلبکهای برفی می‌ تواند آلبدوی برف را تا ۲۰ درصد کاهش دهد و تا ۱۷ درصد در ذوب برفهای وسیع مشارکت داشته باشد؛ اثری که احتمالاً در پایان "زمین گلوله‌ برفی" نقشی کلیدی در ذوب جهانی ایفا کرده است.

حضور جلبکها در زیستگاههای یخچالی

جلبکهای برفی مدرن در لایه‌های نازک آب بین ذوب برف و بلورهای یخ زندگی می‌ کنند و در ارتفاعات بالا و مناطق زیر-قطبی و زیر-آنتارکتیک رشد می‌کنند. بررسی قفسه‌ های یخی قطب شمال و جنوب نشان داده است که آب مایع کوتاه‌ مدت در تابستان، زیستگاه میکروبی فعال فراهم می‌ کند و می‌ تواند به عنوان نمونه‌ ای از جوامع میکروبی دوران نئوپروتروزوییک عمل کند. این داده‌ ها نشان می‌ دهد که زیستگاههای برفی و یخی در گذشته نیز می‌ توانستند میزبان جلبکهای مقاوم به سرما باشند.

پیوند میان زیستهای مدرن و فسیلی

شباهتهای مورفولوژیکی بین سیستهای جلبکهای برفی مدرن و میکروفسیل‌ های کروی و خوشه‌ ای مانند Synsphaeridium و Leiosphaeridia که در استروماتولیت ها و رسوبات یخچالی نروژ، استرالیا و سوالبارد یافت شده‌ اند، از پیوستگی تکاملی میان جلبکهای برفی نئوپروتروزوییک و گونه‌ های امروزی حکایت دارد. داده‌ های مولکولی و فسیلی این ارتباط را تقویت کرده و امکان بازسازی زیست‌ بومهای قطبی و فرا-قطبی را در دوران زمین گلوله‌ برفی فراهم می‌کند.

چالشهای رشد جلبکها در ارتفاعات قاره‌ای

یکی از پرسشهای کلیدی این است که آیا در اقلیم "زمین گلوله‌ برفی"، دماهای سطحی در کوهها و یخ‌ پوشهای مرتفع می‌توانست به نقطه ذوب برسد و جلبک‌ها را برای رشد تابستانی امکان‌ پذیر سازد. رشد این جلبک‌ ها نیازمند دماهای بالاتر از ذوب برای دوره‌ های طولانی تابستان و وجود فیلم‌ های نازک آب روی برف است. مدلهای اقلیمی اخیر نشان می‌دهند که زیست‌ بوم‌ های بین یخچالی و پیرامون‌ یخچالی احتمالاً همزمان با گسترش یا پسروی مرزهای یخ به سوی عرضهای پایینتر جابجا شده‌اند و این فرایند، بستر گسترش جلبکها را در گستره‌ی وسیعی از قاره‌ ها فراهم کرده است.

اهمیت جلبک‌ ها در پایان زمین گلوله‌ برفی

مطالعات ترکیبی فسیلی و زیست‌ مولکولی نشان می‌ دهد که گسترش جلبک‌ های برفی و فعالیت فتوسنتزی آنها می‌ تواند با افزایش تدریجی CO2 و کاهش آلبیدو، عاملی در ذوب یخبندانهای جهانی نئوپروتروزوییک بوده باشد. بررسی دقیق زیستگاههای مدرن برفی و یخی، همراه با شواهد دیرینه، کلید درک بهتر از نقش جلبک‌ ها در تکامل گیاهان نخستین و تغییرات اقلیمی شدید زمین در دوران‌ های اولیه تاریخ زمین است.

سعید افتاده
منبع:
https://doi.org/10.1016/j.precamres.2025.107935