Có một loại sinh vật đã thay đổi thế giới.
Nó tạo ra cuộc Đại tuyệt chủng đầu tiên trong lịch sử Trái Đất
và mở đường cho sự sống phức tạp sau này.
Bằng cách nào?
Bằng việc đưa vào không khí những phân tử oxy tự do đầu tiên,
và chúng làm việc này dưới dạng sự sống đơn bào.
Chúng là vi khuẩn lam,
và câu chuyện của sinh vật đơn giản, không nhân, không bào quan này
là một chương then chốt trong lịch sử sự sống trên Trái Đất.
Bầu khí quyển không phải lúc nào cũng giàu ôxy để hít thở như ngày nay.
3,5 tỉ năm trước, không khí hầu như toàn nitơ,
CO2 và mêtan.
Hầu hết ôxy ở dưới dạng phân tử như nước,
thay vì trôi nổi trong không khí.
Đại dương chứa toàn vi khuẩn kị khí.
Chúng là sinh vật đơn bào, đơn giản, phát triển không cần ôxy
và lấy năng lượng bằng việc hấp thụ những phân tử tìm được.
Tuy nhiên, vào khoảng 2,5 - 3,5 tỉ năm trước,
một trong các loài vi sinh vật này có thể đã nổi lên mặt biển,
và phát triển một khả năng mới: quang hợp.
Cấu trúc màng tế bào có thể lấy năng lượng từ ánh sáng mặt trời
để chuyển hóa CO2 và nước thành khí ôxy và đường
để sử dụng làm năng lượng.
Những vi sinh vật này là tổ tiên của khuẩn lam ta biết ngày nay.
Màu xanh lam này có được là do diệp lục
giúp chúng hấp thụ ánh sáng mặt trời.
Quang hợp đem lại cho vi khuẩn xa xưa lợi thế to lớn hơn so với các loài khác.
Chúng có thể tự sản xuất năng lượng
từ nguồn nguyên liệu tưởng chừng như vô tận,
vì vậy, số lượng của chúng tăng đột biến,
và bắt đầu đầu độc không khí với chất thải mới: khí ôxy.
Lúc đầu, ôxy tạo ra đều phải phản ứng hóa học với sắt
hoặc các tế bào đang phân hủy,
nhưng sau vài trăm triệu năm,
lượng ôxy sản xuất nhanh hơn hấp thụ
dần được tích lũy trong khí quyển,
gây rắc rối lớn cho những cư dân còn lại trên Trái Đất.
Với chúng, không khí giàu ôxy thực chất lại là chất độc.
Hệ quả là sự tuyệt chủng của hầu hết sinh vật vào khoảng 2,5 tỉ năm trước,
trừ vi khuẩn lam.
Các nhà địa chất học gọi nó là Sự kiện Ôxy hóa vĩ đại
hay Thảm họa Ôxy.
Vấn đề không dừng lại ở đó.
Khí mêtan, từ lâu, gây hiệu ứng nhà kính để giữ ấm Trái Đất,
nhưng giờ đây, ôxy thừa phản ứng với mêtan tạo thành CO2 và nước,
không giữ được nhiều nhiệt.
Lớp khí quyển dày này
tạo ra thời kì băng hà đầu tiên và có lẽ là dài nhất,
Kỷ băng hà Huron.
Trái Đất như quả bóng tuyết khổng lồ suốt nhiều trăm triệu năm.
Cuối cùng, sự sống cũng thích nghi.
Vi khuẩn hiếu khí có thể dùng ôxy làm năng lượng,
bắt đầu hấp thụ khí thừa trong không khí.
Lượng ôxy tăng và giảm
đến xấp xỉ 21% như ngày hôm nay.
Khả năng sử dụng hóa năng trong ôxy
giúp sinh vật nhanh chóng đa dạng
và tiến hóa thành các loài phức tạp hơn.
Vi khuẩn lam cũng góp phần vào chuyện đó.
Hàng trăm triệu năm trước,
một vài vi khuẩn tiền sử đã nuốt cả một con khuẩn lam,
quá trình này được gọi là nội cộng sinh.
Nhờ đó, vi khuẩn có nhà máy quang hợp của riêng mình.
Đó là tổ tiên của tế bào thực vật.
Khuẩn lam trở thành lục lạp và bào quan thực hiện quang hợp ngày nay.
Vi khuẩn lam vẫn đang tồn tại khắp mọi nơi trên Trái Đất:
đại dương, nước,
đất, đá Nam cực, lông con lười.
Chúng vẫn thải ôxy vào không khí, và lấy nitơ để bón cho cây trồng.
Nếu thiếu chúng, sẽ chẳng có sự sống
Nhưng cũng vì chúng, mà sự sống trên Trái Đất suýt bị tận diệt.