Cyanobacteria ungu yang menghasilkan oksigen melalui fotosintesis dan mikroba putih yang memetabolisme belerang, bersaing dalam tikar mikroba di dasar danau.
Pada malam hari, mikroba putih naik ke atas tikar mikroba dan melakukan aktivitas mengunyah belerang mereka. Ketika siang hari, dan Matahari terbit cukup tinggi di langit, mikroba putih mundur dan cyanobacteria ungu naik ke atas.
"Sekarang mereka dapat mulai berfotosintesis dan menghasilkan oksigen," kata ahli geomikrobiologi Judith Klatt dari Institut Max Planck untuk Mikrobiologi Kelautan di Jerman.
"Namun, butuh beberapa jam sebelum mereka benar-benar pergi, ada jeda panjang di pagi hari. Cyanobacteria agak terlambat bangun daripada orang pagi, sepertinya," imbuhnya.
Ini berarti pada siang hari cyanobacteria dapat memompa oksigen sangat terbatas. Fakta inilah yang menarik perhatian ahli kelautan Brian Arbic dari University of Michigan. Dia bertanya-tanya apakah perubahan panjang hari sepanjang sejarah Bumi berdampak pada fotosintesis.
"Ada kemungkinan bahwa jenis kompetisi yang sama antara mikroba berkontribusi pada keterlambatan produksi oksigen di Bumi awal," jelas Klatt.
Untuk mendemonstrasikan hipotesis ini, tim melakukan eksperimen dan pengukuran pada mikroba, baik di lingkungan alami maupun di laboratorium.
Mereka juga melakukan studi pemodelan terperinci berdasarkan hasil mereka untuk menghubungkan sinar matahari dengan produksi oksigen mikroba, dan produksi oksigen mikroba dengan sejarah Bumi.
"Intuisi menunjukkan bahwa dua hari 12 jam harus serupa dengan satu hari 24 jam. Sinar matahari naik dan turun dua kali lebih cepat, dan produksi oksigen mengikuti secara berurutan," jelas ilmuwan kelautan Arjun Chennu dari Leibniz Center for Tropical Marine Research di Jerman.
"Tetapi pelepasan oksigen dari lapisan bakteri tidak, karena dibatasi oleh kecepatan difusi molekuler. Pemisahan halus pelepasan oksigen dari sinar matahari adalah inti dari mekanisme ini."
