2 200 miljoonaa vuotta  –  2,2 kilometriä

Syanobakteerien eli ’sinilevien’ tuottamaa happea alkaa kertyä ilmakehään ja valtavasti mikrobeja kuolee sukupuuttoon. Aitotumallisten eliöiden sisällä elää symbioosissa happea hengittäviä bakteereita, joista mitokondriot kehittyvät. Syanobakteerit muodostavat Peräpohjan stromatoliitit Tervolan Peuranpalossa.

Kuva: Mukaillen Kelvinsong | Wikimedia

Happivallankumous ja elämä
Happivallankumous oli yksi eliökunnan suurimmista katastrofeista. Happi on vaarallinen aine, joka myrkytti maapallon vedet ja ilman. Lisäksi se hapetti ilmakehän metaanin, minkä seurauksena maa jäätyi jääplaneetaksi, jolla oli niukalti elintilaa. Samalla monien ravinteiden saatavuus muuttui. Esimerkiksi aiemmin helposti saatavilla ollut kahdenarvoinen rauta hapettui ruosteeksi vapauttaen samalla hyvin vaarallisia happiradikaaleja.

Valtavasti mikrobeja hävisi. Monet vetäytyivät turvallisiin hapettomiin olosuhteisiin, mutta joillekin kehittyi monimutkaisia suojamekanismeja, joiden avulla ne oppivat sietämään happea. Jotkut näistä oppivat jopa hyödyntämään tätä reaktiivista myrkkyä ylivertaisena energianlähteenä. Nämä aerobiset eliöt pääsivät monimuotoistumaan jään vetäydyttyä. Yksi näistä happea hyödyntämään oppineista lajeista oli varhainen aitotumallinen, josta kaikki monimutkainen makroskooppinen elämä on saanut alkunsa.

Aitotumaisten elämänmuotojen kehittyminen
Aitotumallisia eliöitä ovat kaikki kasvit, eläimet, sienet sekä lukuisat alkueliöryhmät. Aitotumalliset ovat paljon alkeistumallisia bakteereita ja arkeoneja suurempia ja monimutkaisempia. Niillä on esimerkiksi tuma ja lukuisia muita soluelimiä. Ilman aitotumallisia maapallolla ei olisi monimutkaista makroskooppista elämää.

Aitotumallisten eli eukariootien synnysta on esitetty erilaisia näkemyksiä. Ensimmäiset aitotumallisten fossiilit ovat noin 1,8 miljardia vuotta vanhoja, mutta todennäköisesti eukariootit kehittyivät jo aiemmin. Eukariooteilla on paljon samanlaisia geenejä sekä arkeonien että bakteerien kanssa. Arvellaan, että eukarioottigenomi olisi saattanut saada alkunsa näiden fuusiosta.

Mitokondrio eli solun voimalaitos kehittyi, kun happea hyödyntävä bakteeri siirtyi elämään symbioosissa arkeonin tai esieukariootin sisään. Kaikki nykyiset eukariootit näyttävät polveutuvan tästä yhdestä mitokondriollisesta esi-isästä. On edelleen epäselvää, kehittyivätkö muut aitotumallisille eliöille tyypilliset ominaisuudet, kuten tuma, ennen mitokondrion ilmestymistä vai sen jälkeen. Vähitellen suuri osa mitokondrion geeneistä siirtyi tuman genomiin. Mitokondrion energiantuotanto vaatii toimiakseen happea, joten hapellinen ilmakehä on ilmeisesti suosinut eukarioottilajien kehitystä.

Myöhemmin samantapaisessa endosymbioosiprosessissa jotkut eukariootit ottivat sisäänsä fotosynteettisen syanobakteerin eli sinilevän. Tästä kehittyi toinen soluelin, viherhiukkanen. Viherhiukkasen sisäänsä saaneet solut kehittyivät ensin yksisoluisiksi leviksi, joista myöhemmin edelleen kehittyivät monisoluiset levät ja kasvit.

Eukarioottipuu © Wikimedia/Maulucioni y Doridí

Aitotumalliset eli kasvit, eläimet, sienet ja lukuisat alkueliöryhmät kehittyivät todennäköisesti bakteerin ja arkeonin symbioosista. Kasvien viherhiukkanen on kehittynyt syanobakteerista eli sinilevästä.  Kuva: Maulucioni y Doridí, Wikimedia