STROMATOLITES: CHÚNG CÓ NGUỒN GỐC KHI NÀO VÀ NHƯ THẾ NÀO, TẦM QUAN TRỌNG - SINH HỌC - 2026

Các stromatolit là các rạn được hình thành do hoạt động của vi sinh vật cyanobacteria (tảo lam - lục hoặc), là những vi khuẩn có khả năng quang hợp. Từ stromatolite bắt nguồn từ tiếng Hy Lạp và có nghĩa là "đá phân tầng".

Trầm tích stromatolite được hình thành do sự liên kết và cuốn theo của các trầm tích biển, cũng như các hoạt động liên kết khoáng chất của các cộng đồng vi sinh vật. Vi khuẩn sống được tìm thấy trong lớp bề mặt của stromatolite.

Stromatolite

Thay vào đó, các lớp bên dưới là sự tích tụ của các trầm tích biển trộn lẫn với các chất do vi khuẩn và khoáng chất tiết ra. Mô hình tăng trưởng này tạo ra một loại hồ sơ hóa thạch. Những trầm tích này hình thành rất chậm: một cấu trúc dài 1 m có thể có tuổi đời từ 2.000 đến 3.000 năm.

Tuy nhiên, những vi khuẩn nhỏ bé tạo nên đá thạch nhũ hiện đại tương tự như những vi khuẩn tồn tại cách đây 3,5 tỷ năm.

Stromatolit rất cần thiết cho việc tạo ra sự sống ở các sinh vật phát sinh muộn hơn trong thời gian tiến hóa, bao gồm cả con người (loài: Homo sapiens).

Chúng bắt nguồn từ khi nào và như thế nào?

Mẫu hóa thạch được tạo ra bởi vi khuẩn lam trong đá thạch nhũ ở Úc cho thấy chúng có nguồn gốc cách đây 3,5 tỷ năm. Bản thân điều này đã đáng chú ý, nhưng còn hơn thế nữa khi bạn xem xét rằng những tảng đá cổ nhất có niên đại là 3,8 tỷ năm tuổi.

Những cấu trúc đá rất đặc biệt của đá stromatolit này có nguồn gốc từ các quá trình khác nhau do vi khuẩn lam thực hiện, bao gồm cả quá trình quang hợp. Cơ chế quang hợp rất quan trọng đối với sự phát triển của vi khuẩn lam.

Khi vi khuẩn lam phát triển, chúng tiêu thụ carbon dioxide có trong nước xung quanh. Điều này gây ra một loạt các phản ứng trao đổi chất thúc đẩy sự hình thành canxi cacbonat, chất này kết tủa và đông đặc, do đó hình thành các cấu trúc "đá".

Quá trình này được ưa chuộng vì vi khuẩn lam tạo ra một số chất dính giúp bắt canxi cacbonat và các khoáng chất khác.

Các khoáng chất này phủ lên vi khuẩn lam, vi khuẩn này tiếp tục phát triển xung quanh và xuyên qua lớp phủ giòn.

Bằng cách lặp đi lặp lại quá trình này, lớp này đến lớp khác hình thành, cho đến khi hình dạng nấm cổ điển của stromatolite thoát ra khỏi nước. Vì vậy, những gì còn sót lại của những vi khuẩn lam này đã tạo ra những hóa thạch lâu đời nhất trên Trái đất.

Vì chúng quan trọng?

Stromatolite được coi là quan trọng vì một số lý do:

Họ là những nhà sản xuất oxy chính trên Trái đất

Trước khi có vi khuẩn lam, không khí chỉ có 1% oxy. Sau đó, trong 2 tỷ năm, các stromatolite quang hợp đã bơm oxy được tạo ra từ quá trình quang hợp vào các đại dương. Chúng là một loại cây dưới nước, trước khi cây trên cạn tồn tại.

Khi nước của các đại dương bão hòa, oxy được giải phóng vào không khí và khi mức độ của nguyên tố này tăng lên khoảng 20% ​​trong không khí, sự sống của nhiều sinh vật đa dạng có thể sinh sôi và phát triển.

Chúng là bằng chứng hóa thạch của những sinh vật lâu đời nhất trên hành tinh

Cơ chế phát triển của đá thạch nhũ - khả năng để lại các lớp (hoặc địa tầng) khi chúng lớn lên - dẫn đến một loại hồ sơ đá.

Kỷ lục này có thể được quan sát bằng mắt thường trong một số trường hợp và những trường hợp khác với sự trợ giúp của kính hiển vi. Sự đông đặc và duy trì của các lớp trong hàng triệu năm khiến chúng trở thành bằng chứng về sự cổ xưa của các dạng sống đầu tiên trên Trái đất.

Chúng là những sinh vật duy trì dòng tiến hóa của chúng

Sự sinh sản và phát triển thành công của đá thạch nhũ đã cho phép những sinh vật này tồn tại trong điều kiện thay đổi của Trái đất trong hàng tỷ năm.

Hiệu quả này trong các cơ chế thích nghi đã cho phép chúng tồn tại kể từ khi chúng xuất hiện, khoảng 3,5 tỷ năm trước, mang lại cho chúng tài sản duy trì dòng dõi tiến hóa kể từ khi xuất hiện.

Tham gia vào các chu trình sinh địa hóa cổ đại

Bởi vì các vi sinh vật tạo ra stromatolites tái chế các nguyên tố trong môi trường tự nhiên, chúng hấp thụ và tạo ra các phân tử là một phần của chu trình sinh địa hóa.

Chu trình carbon rất quan trọng trong các quá trình khí quyển, cũng như mức độ carbon dioxide (CO ₂ ), và sự hình thành các muối cacbonat và phân tử sinh học nhất định. Nó cũng tham gia vào các quá trình khí hậu, chẳng hạn như hiệu ứng nhà kính.

Các nguyên tử carbon liên tục được tái chế trên hành tinh. Carbon thường xuyên đi vào chu trình bằng cách liên kết nó với các phân tử muối, chẳng hạn như canxi cacbonat (CaCO ₃ ). Đây là hợp chất chính mà vi khuẩn lam kết tủa từ stromatolit.

Stromatolite ở Mexico

Stromatolite chỉ phát triển ở một số nơi nhất định trên thế giới. Ở Mexico, chúng chỉ được tìm thấy trong khu bảo tồn Cuatrociénagas ở Coahuila và trong đầm phá bảy màu ở Bacalar.

Trong đầm phá Bacalar, đá thạch nhũ là điểm thu hút khách du lịch chính và phân bố trên bảy km, trong một thị trấn được gọi là Los Rápidos.

Các chuyên gia từ Đại học Tự trị Mexico đã trình bày một nghiên cứu cho các nhà chức trách về việc phơi bày sự xuống cấp của đá thạch cao ở Laguna de los Siete Colores.

Điều này thể hiện sự thiệt hại đối với sức khỏe môi trường của đầm phá, vì đá thạch cao hoàn thành vai trò của các rạn san hô và vì chúng là nhà sản xuất ôxy chính trong khu vực.

Ở một số khu vực của đầm phá, thiệt hại đã được phản ánh. Điều này thúc đẩy việc thành lập một ủy ban giữa các chính quyền thành phố có liên quan, nơi một loạt các thỏa thuận đã đạt được nhằm bảo tồn những sinh vật này do tầm quan trọng của chúng như là bằng chứng đầu tiên về sự sống trên Trái đất.

Stromatolite ở phần còn lại của thế giới

Ngoài Mexico, có rất ít nơi có thể tìm thấy các stromatolite này, chẳng hạn như Vịnh cá mập ở Úc, Đảo Andros ở Bahamas và Vịnh Ba Tư, nơi các thành tạo lâu đời nhất được tìm thấy.

Stromatolite cũng có thể được nhìn thấy ở Biển Đỏ trên bờ biển phía tây của Úc, trong Hồ Salgada ở Rio de Janeiro, trong các bãi muối ở phía bắc Chile, và ở San Juan de Marcona ở Peru.

Người giới thiệu

1. Allwood, AC, Grotzinger, JP, Knoll, AH, Burch, IW, Anderson, MS, Coleman, ML, & Kanik, I. (2009). Kiểm soát sự phát triển và đa dạng của đá thạch cổ Archean sớm. Kỷ yếu của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia Hoa Kỳ, 106 (24), 9548–55.
2. Awramik, S. (1992) Lịch sử và tầm quan trọng của đá thạch cao. Trong: Schidlowski M., Golubic S., Kimberley MM, McKirdy DM, Trudinger PA (eds) Early Organic Evolution. Springer, Berlin, Heidelberg.
3. Grotzinger, JP, & Rothman, DH (1996). Một mô hình phi sinh học cho sự phát sinh hình thái stromatolite. Thiên nhiên.
4. Lepot, K., Benzerara, K., Brown, GE, & Philippot, P. (2008). Ảnh hưởng của vi sinh vật hình thành các stromatolite 2,724 triệu năm tuổi. Khoa học địa lý tự nhiên, 1 (2), 118-121.
5. Nutman, AP, Bennett, VC, Friend, CRL, Van Kranendonk, MJ & Chivas, AR (2016). Sự xuất hiện nhanh chóng của sự sống thể hiện qua việc khám phá ra các cấu trúc vi sinh vật 3.700 triệu năm tuổi. Nature, 537 (7621), 535-538.
6. Cưỡi, R. (2007). Thuật ngữ stromatolite: hướng tới một định nghĩa thiết yếu. Lethaia, 32 (4), 321–330.