十億多年前，我們的星球經歷了所有冰河時期的母親。 根據一項新的研究，它不僅把地球變成了一個巨大的雪球，而且可能為複雜的生命提供了蓬勃發展所需的動力。
在澳洲內陸沉積岩中發現的有機分子暗示著冰融化後全球藻類大量繁殖，為生物革命奠定了基礎。
很長一段時間以來，地球都是由缺乏複雜內部結構的簡單微生物所擁有。 在細胞吃細胞的世界裡，它們的基本形式在任何競爭中都占主導地位。
顯然，在過去的數十億年裡發生了很多變化，但沒有太多證據告訴我們是什麼改變了局面。
由澳洲國立大學 (ANU) 領導的研究使用保存的碳氫化合物生物標記來測量複雜光合作用生物體的精確時間，這些生物體被稱為古質體首次出現在地球上。
“這些分子告訴我們，6.5 億年前它真的變得有趣了，”首席研究員 Jochen Brocks 說來自澳洲國立大學。
“這是生態系統的一場革命，是藻類的崛起。”
簡單的、類似細菌的微生物最先開始吸收陽光並將其大致轉化為碳氫化合物34億年前。
在接下來的十億年裡並沒有發生太大變化，因為這些微生物慢慢地吞噬二氧化碳並噴出大量氧氣。
然後古質體出現了。 簡單來說，一種大型微生物掠食者養成了吞食的習慣藍細菌不消化它們，並且開創性的合作夥伴關係成立了。
分子鐘顯示這種結合發生在大約一到二十億年前，產生了世界上第一個真核生物。 儘管這個技巧很聰明，但它還是無法與小型太陽能發電廠相比。
了解藻類的數量和多樣性如何隨時間變化，可以更詳細地了解生態系統何時以及為何演變成豐富的生產者和消費者多樣性。
不幸的是，這些微小的細胞死亡後不會留下化石，因此很難了解它們的豐度。
但它們的磷脂膜確實留下了有機物質的痕跡。 測量各種分子的比率可以讓研究人員更清楚地了解藻類族群的多樣性和規模。
在這種情況下，研究小組發現古質體的多樣性和豐富度增加，這與地球歷史上兩次重大氣候事件（也稱為「氣候事件」）之間的間隙相吻合。斯圖爾蒂安和馬裡諾安大約 659 至 6.45 億年前的「雪球地球」冰川作用。
這兩次冰川作用都發生在地球自轉期間成冰期在那個時期，冰經常以巨大冰川的形式從兩極延伸到赤道。
研究人員發現，在藻類大量繁殖時，冰川在覆蓋地球大部分地區後正在消退。
“地球被冰凍了五千萬年”布洛克斯說。
“巨大的冰川將整個山脈磨成粉末，釋放出營養物質，當全球極端變暖事件期間雪融化時，河流將大量營養物質沖入海洋。”
把這些點聯繫起來，我們有理由認為，從風化岩石中釋放出的磷酸鹽等大量化學物質緩解了對資源的競爭，引發了人口爆炸，從而使進化得以發揮作用。
如果沒有成冰期中期的這些條件，複雜生命可能需要更長的時間才能找到立足的機會。
「食物網底部的這些大型且營養豐富的生物體為複雜生態系統的進化提供了所需的能量爆發，在這個生態系統中，包括人類在內的越來越大和復雜的動物可以在地球上繁衍生息，”布洛克斯說。
觀看布洛克斯在下面的剪輯中解釋他的研究。
解決這個令人困惑的謎團提出了一個新的問題。
在光合作用的遊戲中，藍細菌有更複雜的古質體節拍。 在數量激增之前，藻類成功地維持了大約十億年。
藻類到底是如何與這些優秀的生產者競爭這麼久的呢？
顯然，地球岩石中還有很多秘密有待解開。 但就目前而言，有趣的是，複雜生命需要滾雪球的機會才能獲得超越微生物競爭對手所需的動力。
這項研究發表於自然。
