Egy magyar szakemberekből álló kutatócsoport nemrég publikált tanulmánya szerint a galaktikus eredetű kozmikus sugárzás időszakos felerősödése hozzájárulhatott új tengeri mikroorganizmus-fajok megjelenéséhez a Föld történetének elmúlt bő 500 millió éve során. A kutatók azt találták, hogy az evolúciós „robbanások” szoros kapcsolatban állnak a Naprendszer galaxisbeli mozgásával: amikor a Naprendszer kilép a Tejútrendszer mágneses tere által védettebb régióiból, a földi bioszférát nagyobb dózisú kozmikus sugárzás éri, ami gyakoribb mutációkhoz vezethetett.
Új ütem az evolúció ritmusában: galaktikus hajtóerő
A Paleoceanography and Paleoclimatology folyóiratban megjelent tanulmányban egy interdiszciplináris kutatócsoport ‒ egy paleontológus, három asztrofizikus és egy geokémikus ‒ négy kulcsfontosságú tengeri mikroplanktoncsoport evolúciós mintázatait vizsgálta az elmúlt bő 500 millió évre visszamenően: a sugárállatkákét (radioláriák), a páncélos ostorosokét (dinoflagelláták), a nannoplanktonét és a planktonos foraminiferákét. A radioláriák és a foraminiferák heterotróf, állati jellegű egysejtűek, míg a nannoplankton, valamint számos dinoflagelláta faj autotróf, fotoszintetizáló élőlény. E csoportok fosszilis rekordjai rendkívül részletes és jól datálható adatokat szolgáltatnak, mivel ezek a mikroszkopikus organizmusok mész- vagy szilíciumalapú vázakat építenek, amelyek kiválóan megőrződnek az üledékes kőzetekben.
A kutatók azt találták, hogy az új fajok megjelenésének időszakai nem véletlenszerűek, hanem szabályos, kb. 31,8 millió éves ciklikusságot mutatnak ‒ ez pontosan megegyezik a Naprendszer galaxisbeli, vertikális irányú oszcillációs periódusának felével. Amikor a Naprendszer eléri a galaktikus síktól mért maximális északi vagy déli kitérését, kissé kiemelkedik a Tejútrendszer alapvetően toroidális, síkirányú mágneses teréből. Ilyenkor a galaktikus mágneses „védőpajzs” kevésbé hatékony, ezért több töltött, ionizáló kozmikus részecske jut el a Föld légkörébe.
Miért éppen mikroplankton?
A mikroplankton különösen alkalmas indikátor az ilyen vizsgálatokra: világszerte elterjedtek, a trópusoktól a sarkvidékekig jelen vannak; a vízfelszín közelében élnek, ahol az ionizáló sugárzás leginkább kifejtheti hatását; házakat építenek, amelyek jól megőrzik az ősi biodiverzitás lenyomatait; gyorsan változó fajkészletük révén érzékenyen reagálnak a környezeti hatásokra.
Az őstengerek evolúciójának nyomában: a galaktikus oszcilláció és a kozmikus sugarak szerepe
A Naprendszer nem mozdulatlan a Tejútrendszerben: a galaktikus középpont körül kering, miközben oszcilláló mozgással mintegy 63,5 millió éves periódussal emelkedik a Tejútrendszer fősíkja fölé és süllyed vissza az alá. E ciklikus mozgás során időnként elhagyja a galaktikus sík mágnesesen védettebb régióját, így több nagy energiájú kozmikus sugárzás juthat el a Föld légkörébe. A kozmikus sugarak nagy energiájú, töltött részecskék, amelyek szupernóvákból, aktív galaxisokból és más extrém kozmikus forrásokból származnak. Amikor elérik a Föld légkörét, másodlagos részecskéket, például müonokat, hoznak létre, amelyek képesek eljutni az óceánok vizébe. Ott rendkívül reakcióképes, úgynevezett oldott elektronokat szabadítanak fel, amelyek károsíthatják az egyszerűbb tengeri mikroorganizmusok DNS-ét. A keletkező DNS-töréseket a sejt reparációs mechanizmusai, például a kettős szálú töréseket javító fehérjék próbálják helyreállítani összekapcsolással vagy újraszintetizálással, ám ez a folyamat általában nem tökéletes. Így jönnek létre azok a mutációk, amelyek az evolúció hajtóerejét jelentik.
Módszertani áttörés: több diszciplína összekapcsolása
A tanulmány nem csupán új hipotézist vet fel, hanem statisztikailag is alátámasztja azt. A kutatók egy sor korrelációs analízist alkalmaztak, amelyek segítségével meghatározták, hogy a fajképződés időbeli eloszlása szignifikánsan kapcsolódik a Naprendszer galaktikus oszcillációjához. Ha kizárólag azokat a földtörténeti időszakokat vizsgálták, amikor mind a négy mikroplanktoncsoport egyidejűleg létezett, a kutatók a kapcsolat post-trial statisztikai szignifikanciájára 4,5 σ értéket kaptak. Ez azt jelenti, hogy ha ugyanazt a vizsgálatot 147 160 különálló, de teljesen ugyanolyan földi evolúcióval és galaktikus dinamikával működő Naprendszerben meg tudnánk ismételni, akkor csupán egyszer figyelnénk meg ilyen szoros korrelációt pusztán a véletlen alapján, minden más esetben valódi, fizikai kapcsolat állna fenn a Naprendszer galaxisbeli mozgása és a földi tengeri fajképződés periodikus fellendülése között. A kapott szignifikanciaszint így messze túlmutat a véletlen fluktuációk határán. Ez az első olyan kutatás, amely ilyen hosszú időskálán és ilyen részletességgel bizonyítja, hogy kozmikus tényezők ‒ különösen a galaktikus mágneses tér és a megnövekedett sugárzás ‒ aktív szerepet játszhatnak a földi evolúciós folyamatok alakításában.
Kozmikus perspektíva: életformáló ciklusok a Földön és a világegyetemben
A tanulmány egyik legfontosabb üzenete, hogy a Földön zajló biológiai evolúciót nemcsak földi, hanem kozmikus tényezők is befolyásolják, mégpedig nem csupán tömeges kihalások, hanem új fajok megjelenése révén is. Eredményeik arra utalnak, hogy a galaktikus környezet időről időre olyan mutációs nyomást gyakorolhatott az élővilágra, amely a biológiai sokszínűség hirtelen fellendüléséhez vezetett.
A kutatás új utakat nyit az asztrobiológia, az evolúciós paleontológia és a kozmikus környezeti hatások tudományában, és talán azt a kérdést is új megvilágításba helyezi, hogy vajon a földi élet csupán ritka kivétel-e a világegyetemben, vagy más galaxisokban is léteznek a jelen tanulmányban feltárthoz hasonló, galaktikus léptékű, „életformáló” ciklusok.
Forrás:
- Péter Ozsvárt, Emma Kun, Imre Bartos, Zsolt Gy. Márka, Szabolcs Márka: Galactic Forcing Increases Origination of Marine Microplankton, Paleoceanography and Paleoclimatology, 2025, https://doi.org/10.1029/2025PA005186
A kutatást az NKFIH támogatta (K135309).
