The earliest evidence of life earliest evidence of life? - PDF document

Which ¡of ¡today’s ¡learning ¡objecAves ¡ seem ¡most ¡difficult? ¡ Welcome ¡to ¡ ¡ Class ¡11: ¡ ¡ 1. Evidence ¡of ¡earliest ¡ 3 Origin ¡of ¡Life ¡on ¡ life ¡and ¡how ¡long ¡ago. ¡ Earth ¡ 2. 3 ¡arguments ¡for ¡why ¡ life ¡started ¡at ¡vents ¡at ¡ ¡ the ¡ocean ¡base. ¡ 3. Chemical ¡EvoluAon ¡of ¡ When ¡and ¡where ¡did ¡life ¡start ¡on ¡Earth? ¡ Earth’s ¡atmosphere. ¡ When ¡was ¡the ¡atmosphere ¡safe ¡for ¡us ¡to ¡exist? ¡ Remember ¡to ¡set ¡your ¡channel ¡to ¡80! ¡ Which ¡of ¡these ¡listed ¡below ¡gives ¡the ¡ The ¡earliest ¡evidence ¡of ¡life ¡ earliest ¡evidence ¡of ¡life? ¡ Altered ¡Isotopic ¡raAos ¡ 3 1. Radiometric ¡daAng ¡ Seen ¡in ¡unique ¡spots ¡within ¡rocks ¡daAng ¡ back ¡3.85 ¡billion ¡years ¡ago. ¡ 2. Ancient ¡ Most ¡isotopic ¡raAos ¡were ¡set ¡in ¡the ¡rock ¡ stromatolites ¡ during ¡Earth’s ¡formaAon, ¡4.5 ¡b. ¡y. ¡ago ¡ 3. microfossils ¡ Why ¡would ¡altered ¡raAos ¡be ¡ 4. Altered ¡isotopic ¡ consistent ¡with ¡life? ¡ raAos ¡ Which ¡Carbon ¡is ¡‘heavier’? ¡ What ¡kind ¡of ¡altered ¡raAos ¡would ¡you ¡expect ¡to ¡find ¡if ¡life ¡had ¡ been ¡present ¡in ¡the ¡rock? ¡ ¡Is ¡this ¡proof ¡of ¡life ¡this ¡far ¡back? ¡ Stromatolites ¡ Ancient ¡microfossils ¡ AccreAonary ¡structures ¡formed ¡ Cell ¡walls ¡and ¡Assue ¡are ¡long ¡gone, ¡ from ¡the ¡layering ¡and ¡waste ¡of ¡ but ¡they ¡show ¡the ¡shape ¡and ¡ biofilms ¡of ¡microorganisms. ¡ organic ¡content ¡consistent ¡with ¡life. ¡ This ¡life ¡was ¡photosyntheAc. ¡ ¡An ¡algae ¡called ¡ Ages?? ¡ ¡ ¡SAll ¡controversial. ¡ ¡ ¡ Cyanobacteria. ¡ ¡ But ¡ ¡~2-­‑3 ¡billion ¡years ¡old ¡ The ¡earliest ¡ candidate ¡ fossils ¡ date ¡3.5 ¡b. ¡y. ¡ago. ¡ J. ¡William ¡Schopf, ¡UCLA ¡(claims ¡up ¡to ¡3.46 ¡byo, ¡but ¡probably ¡wrong) ¡

How ¡soon ¡a`er ¡the ¡largest ¡(sterilizing) ¡ Where ¡would ¡the ¡earliest ¡life ¡be ¡the ¡most ¡ impacts ¡is ¡the ¡earliest ¡evidence ¡for ¡life? ¡ safe ¡during ¡the ¡early ¡bombardment ¡phase ¡ on ¡Earth? ¡ 3 3 1. 1 ¡billion ¡years ¡ 1. Air ¡ 2. Few ¡100 ¡million ¡yrs ¡ 2. Shallow ¡seas ¡ 3. 1 ¡million ¡years ¡ 3. Deep ¡ocean ¡ 4. < ¡1 ¡million ¡years. ¡ 4. Caves ¡ Which ¡extremophile ¡is ¡geneAcally ¡closest ¡ Red ¡lines ¡indicate ¡heat ¡loving ¡organisms ¡ (base ¡of ¡life ¡tree) ¡to ¡the ¡‘universal ¡ancestor’ ¡ of ¡all ¡life? ¡ 3 1. Psychrophiles ¡ 2. Thermophiles ¡ 3. Endoliths ¡ 4. Xerophiles ¡ Thermopiles ¡love ¡the ¡Deep ¡Sea ¡ What ¡are ¡the ¡three ¡pieces ¡of ¡evidence ¡ spreading ¡centers. ¡ that ¡life ¡started ¡near ¡deep-­‑sea ¡vents? ¡ 1) ¡DNA ¡evidence ¡(Tree ¡of ¡life) ¡ indicates ¡thermophiles ¡geneAcally ¡ closest ¡to ¡universal ¡ancestor. ¡ 2) ¡Early ¡impacts ¡and ¡UV ¡radiaAon ¡ would ¡have ¡made ¡everywhere ¡but ¡the ¡ deepest ¡ocean ¡floors ¡unsafe. ¡ 3) ¡ ¡Geothermal ¡vents ¡provide ¡ample ¡ Off ¡of ¡the ¡microbial ¡life, ¡a ¡plethora ¡of ¡large, ¡ energy ¡(through ¡heated ¡chemical ¡ complex ¡life ¡can ¡live. ¡ ¡These ¡tubeworms ¡and ¡ reacAons) ¡and ¡raw ¡materials ¡ mussels ¡are ¡miles ¡below ¡the ¡sea. ¡ ¡ (dissolved ¡in ¡the ¡hot ¡water) ¡for ¡ The ¡black ¡smoker ¡vents ¡are ¡a ¡source ¡of ¡abundant ¡chemical ¡energy ¡and ¡carbon ¡for ¡ Chemo ¡autotrophic ¡life ¡to ¡flourish. ¡ ¡ Chemoautotrophic ¡life ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ ¡ To ¡see ¡movies ¡of ¡black ¡smokers, ¡go ¡here: ¡ hhp://www.youtube.com/watch?v=XRHm9HPe1BQ&feature=related ¡

PRS: ¡When ¡did ¡the ¡Cambrian ¡explosion ¡ When ¡did ¡the ¡first ¡mulA-­‑celled ¡life ¡ occur? ¡ appear? ¡ 3 3 1. 2 ¡Billion ¡year ¡ago ¡ 1. 2 ¡Billion ¡years ¡ago ¡ 2. 1.2 ¡Billion ¡years ¡ago ¡ 2. 1.2 ¡billion ¡years ¡ago ¡ 3. 550 ¡million ¡years ¡ago ¡ 3. 550 ¡million ¡years ¡ago ¡ 4. 500,000 ¡years ¡ago ¡ 4. 500,000 ¡years ¡ago ¡ The ¡Cambrian ¡Explosion ¡was ¡the ¡ The ¡rest ¡of ¡the ¡development ¡ start ¡of ¡visible ¡life ¡ Plants ¡moved ¡to ¡land ¡about ¡475 ¡million ¡years ¡ago ¡ Theories ¡to ¡explain ¡this ¡phenomenon: ¡ (evolved ¡from ¡algae). ¡ ¡ Oxygen ¡levels ¡ ¡ Vast ¡forests ¡and ¡insects ¡to ¡eat ¡them ¡existed ¡360 ¡ million ¡years ¡ago. ¡ ¡But ¡there ¡was ¡no ¡fire.. ¡ ¡ ¡Why? ¡ GeneAc ¡complexity ¡ No ¡large ¡land ¡animals ¡(dinosaurs) ¡unAl ¡250 ¡m.y. ¡ Climate ¡change ¡ ago ¡(plenty ¡of ¡large ¡animals ¡in ¡the ¡oceans). ¡ ¡Why ¡ Absence ¡of ¡predators ¡ the ¡delay? ¡ ¡ ¡ ¡ Oxygen ¡levels ¡in ¡air ¡important ¡for ¡all!! ¡ Where ¡did ¡our ¡first ¡atmospheric ¡ Stromatolites ¡date ¡back ¡3.5 ¡b.y. ¡ ¡ ¡ oxygen ¡come ¡from? ¡ Oxygen ¡began ¡to ¡show ¡up ¡2.35 ¡b.y. ¡ago. ¡ O ¡ O ¡ Why ¡so ¡slow? ¡ Oxygen ¡level ¡ 3 CO 2 ¡ + ¡H 2 S ¡+ ¡Light ¡  ¡Carbs ¡+ ¡S 2 ¡ 1. Early ¡forests ¡ rises ¡again ¡ 2. Plants ¡in ¡the ¡water ¡ Cambrian ¡ Now ¡O 2 ¡produced, ¡but ¡lihle ¡ 3. Bacteria ¡ ¡ Explosion ¡ appears ¡in ¡atmosphere. ¡Why? ¡ No ¡O 2 ¡produced ¡ 550 ¡m.y.a. ¡ More ¡specifically: ¡ Early ¡life ¡used ¡H 2 S ¡ ¡ Not ¡H 2 O!! ¡ O 2 ¡begins ¡to ¡appear ¡ in ¡Atmosphere ¡ 2.35 ¡b.y.a . ¡ Red: ¡UPPER ¡esAmate ¡ Present ¡Day ¡ ¡ ¡ ¡Green: ¡LOWER ¡ Level ¡20% ¡ 2 ¡ 1 ¡ 3 ¡ Billions ¡of ¡ ¡years ¡ago ¡

Where ¡did ¡our ¡first ¡atmospheric ¡ Benefits ¡of ¡an ¡O 2 -­‑rich ¡atmosphere ¡ oxygen ¡ originate ¡in ? ¡ OxidaAon ¡reacAons ¡ ¡(using ¡ oxygen ¡to ¡break ¡down ¡food, ¡ 3 1. The ¡air ¡ releases ¡energy. ¡CO 2 ¡ and ¡H 2 0 ¡ 2. The ¡land ¡ which ¡are ¡expelled) ¡lead ¡to ¡ very ¡efficient ¡cellular ¡energy ¡ 3. The ¡oceans ¡ producAon, ¡to ¡support ¡LARGE ¡ organisms ¡ The ¡free ¡O 2 ¡in ¡the ¡air, ¡also ¡ lead ¡to ¡the ¡formaAon ¡of ¡ the ¡OZONE ¡LAYER ¡(O 3 ). ¡ ¡ This ¡protected ¡life ¡on ¡land ¡ from ¡harmful ¡UV ¡radiaAon. ¡ ¡ Important ¡events ¡in ¡the ¡history ¡of ¡life ¡ Draw ¡a ¡circle ¡represenAng ¡ Years ¡ago ¡ 5 ¡billion ¡years ¡of ¡Ame: ¡ ¡ ¡0 ¡ 200my ¡ H ¡ 4.58 ¡by ¡ Let’s ¡do ¡the ¡final ¡quiz ¡of ¡ E ¡ C ¡ A. Earliest ¡ evidence ¡of ¡life ¡ G ¡ 470 ¡my ¡ F ¡ 550 ¡my ¡ today’s ¡topics ¡ B. First ¡oxygen ¡in ¡Atmosphere ¡ 4.4by ¡ 1 ¡ Back ¡in ¡Ame ¡ C. Plants ¡on ¡the ¡Land ¡ 4 D ¡ D. First ¡mulA-­‑cellular ¡organisms ¡ 1.2by ¡ A ¡ 3.8by ¡ E. FormaAon ¡of ¡Earth ¡ F. Oceans ¡& ¡atmosphere ¡form ¡ G. Cambrian ¡Explosion ¡ H. Modern ¡Oxygen ¡levels ¡ 2 ¡ 3 ¡ 2.3by ¡ B ¡ 1. ¡ ¡The ¡earliest ¡ evidence ¡of ¡life ¡is ¡ 2. ¡ ¡The ¡black ¡smoker ¡vents ¡are ¡a ¡source ¡ from ¡____ ¡ of ¡_________ ¡for ¡early ¡life ¡ 1. Ancient ¡ 5 5 1. water ¡ microfossils ¡ 2. protecAon ¡ 2. Fossilized ¡ 3. Iron ¡ stromatolites ¡ 4. energy ¡ 3. Isotopic ¡raAos ¡ 4. Sea ¡floor ¡fossils ¡

3. ¡Why ¡was ¡there ¡no ¡fire ¡on ¡Earth ¡unAl ¡ 4. ¡ ¡ Where ¡did ¡the ¡Cambrian ¡explosion ¡ 200 ¡million ¡years ¡ago? ¡ start? ¡ 5 5 1. Deep ¡sea ¡Vents ¡ 1. No ¡fuel ¡to ¡burn. ¡ 2. On ¡the ¡land ¡ 2. No ¡land ¡yet. ¡ 3. In ¡the ¡oceans ¡ 3. Not ¡enough ¡oxygen. ¡ 5. ¡What ¡kept ¡oxygen ¡levels ¡low ¡from ¡ 3 ¡to ¡1 ¡billion ¡years ¡ago ¡on ¡earth? ¡ 5 1. Life ¡respiraAon ¡ 2. AbsorpAon ¡by ¡the ¡land ¡ & ¡oceans. ¡ 3. Volcanism ¡ 4. Plate ¡tectonics ¡ ¡