Bạn sẽ thấy thế nào khi biết được có một sinh vật đơn bào nhưng suýt nữa đã hủy diệt sự sống trên Trái Đất? Nghe có vẻ vô lý nhưng lại rất thuyết phục! Còn thuyết phục như thế nào thì mời đọc tiếp nha. Nó tạo ra cuộc Đại tuyệt chủng đầu tiên trong lịch sử Trái Đất và mở đường cho sự đa bào phức tạp sau này. Vậy chúng là gì và đã làm điều đó như thế nào?
Chúng chính là vi khuẩn lam, một sinh vật đơn giản, không nhân, không bào quan đã tạo nên một chương then chốt trong lịch sử sự sống trên Trái Đất. Bầu khí quyển Trái Đất không phải lúc nào cũng giàu Oxy như ngày nay. Vào khoảng 3,5 tỉ năm trước, không khí chỉ toàn là nitơ, CO2 và mêtan. Oxy dạng khí rất hiếm và hầu hết ở dưới dạng phân tử như nước. Đại dương lúc bấy giờ chứa toàn vi khuẩn kị khí, những sinh vật đơn bào, đơn giản, phát triển không cần Oxy.
Tuy nhiên, vào khoảng 2,5 - 3,5 tỉ năm trước, một trong các loài vi sinh vật này - tổ tiên của khuẩn lam ta biết ngày nay - đã phát triển một khả năng mới, chính là quang hợp. Chúng lấy năng lượng từ ánh sáng mặt trời để chuyển hóa CO2 và nước thành khí Oxy nhằm tạo ra năng lượng.
Màu xanh lam có được là do chất diệp lục giúp chúng hấp thụ ánh sáng mặt trời. Quang hợp giúp vi khuẩn phát triển mạnh mẽ hơn và to hơn các loài vi khuẩn khác. Chúng có thể tự sản xuất năng lượng từ nguồn nguyên liệu vô tận, vì vậy, chúng phát triển rất nhanh và gia tăng đột biến về số lượng. Từ đây, quá trình “đầu độc” các vi khuẩn khác bắt đầu với việc thải ra môi trường ngày càng nhiều khí Oxy.
Lúc đầu, Oxy tạo ra đều phản ứng hóa học với sắt và các hợp chất khác, nhưng sau vài trăm triệu năm, lượng Oxy được sản sinh ngày càng nhiều, nhanh hơn quá trình phản ứng với các chất khác nên dần dần được tích lũy trong khí quyển, gây rắc rối lớn cho những vi khuẩn còn lại trên Trái Đất - những vi sinh vật này xem không khí giàu Oxy thực là chất độc và hệ quả là cuộc đại tuyệt chủng đầu tiên vào khoảng 2,5 tỉ năm trước, ngoại trừ vi khuẩn lam.
Vấn đề không dừng lại ở đó. Khí mêtan trong khí quyển là nguyên nhân gây hiệu ứng nhà kính để giữ ấm Trái Đất thời bấy giờ, nhưng Oxy thừa phản ứng với mêtan tạo thành CO2 và nước làm giảm khả năng giữ nhiệt. Và cũng vì thế kỉ băng hà đầu tiên và cũng là dài nhất, được biết đến với tên gọi “Kỷ băng hà Huron” bắt đầu. Trái Đất như quả bóng tuyết khổng lồ suốt vài trăm triệu năm và một lần nữa, sự sống gần như tuyệt diệt.
Nhưng may thay, vi khuẩn hiếu khí bắt đầu thích nghi và biết cách sử dụng Oxy để tạo ra năng lượng, Oxy dư thừa dần dần được chuyển hóa lại. Lượng Oxy tăng và giảm đến một lượng cân bằng xấp xỉ 21% như ngày hôm nay. Oxy có tính ứng dụng cao, do đó khả năng sử dụng Oxy 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 những con khuẩn lam, quá trình này được gọi là nội cộng sinh. Đó là tổ tiên của tế bào thực vật, khuẩn lam trở thành lục lạp và các bào quan thực hiện chức năng quang hợp của thực vật ngày nay.
Vi khuẩn lam vẫn đang tồn tại khắp mọi nơi trên Trái Đất: đại dương, nước, đất,... 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.