地球上最嚴重的滅絕事件可能是由單一基因轉移引起的嗎?
它會再次發生嗎?
想到一次滅絕事件,你的思緒可能會跳到殺死恐龍的小行星上——但地球已經經歷過。
在滅絕事件中,白堊紀大規模滅絕事件結束了非鳥類恐龍這項榮譽屬於二疊紀大滅絕,又稱為“大滅絕”,它消滅了地球上約 90% 的陸地物種和 70% 的海洋物種。
除此之外,在滅絕前後出現了一個奇怪的一千萬年的煤炭缺口——被稱為“煤炭缺口”——建議大量產煤樹木在這次事件中滅絕,需要數百萬年才能恢復。
顯然,在化石記錄中找到物種數量突然下降的時期是比較容易的。 科學家對滅絕及其背後的原因提出了多種解釋——從海底災難性的甲烷釋放到我們的老朋友。
從學習開始滅絕時形成的岩石, 我們知道海洋和淺水區缺乏氧氣缺氧(又稱缺氧)看起來確實在滅絕事件中發揮了作用,並且產生了骨牌效應。
硫酸鹽還原微生物,可以使用硫酸鹽而不是舊的可靠的 O 進行無氧呼吸2,很可能在這些低氧環境中茁壯成長。 它們產生的硫化氫副產品,以及將海洋變成硫化物,作為其缺乏氧氣的附帶結果,可能是釋放到大氣中。 在這裡,它可能毒害了植物並破壞了臭氧層,使生命在防曬霜出現之前約2.5億年就暴露在致命水平的紫外線下,並在此過程中使地球升溫。 反過來,加熱海洋可能會導致海洋中的冰凍甲烷被融化。釋放到大氣中
滅絕的另一種解釋是由一個人提出的2014年來自麻省理工學院的團隊世界上最大的滅絕事件可能是由微生物引起的嗎?
丹尼爾·羅斯曼,麻省理工學院地球物理學教授和他的團隊注意到某種微生物在滅絕前後出現了增長。甲烷八疊球菌,一種單細胞生物,能夠消化有機物,產生甲烷作為副產品單基因轉移來自細菌
假設是甲烷八疊球菌此時蓬勃發展,將甲烷排放到大氣中並擾亂碳循環,導致(或加劇)對生態系統的破壞。
微生物產生甲烷的化學過程涉及金屬鎳——這意味著如果研究小組在滅絕事件期間找不到相應更高含量的鎳,那麼這一假設可能會被有效地推翻。 然而,研究小組研究了華南地區研究最多的沉積物,發現鎳含量高
「單一的水平基因轉移引發了生物地球化學變化,大規模的火山活動充當了催化劑,以及由此產生的醋酸碎屑的擴張甲烷八疊球菌擾亂CO2和O2研究中得出結論。
「隨之而來的生物地球化學破壞可能是廣泛的。例如,厭氧甲烷氧化可能會增加硫化物的水平,可能導致有毒的硫化氫釋放到大氣中,導致陸地上的滅絕。”
研究小組強調,儘管理論還需要更多證據,但這項研究可以顯示地球對微生物生命的演化有多敏感。
「對今天的影響是,地球碳循環中可以透過多種方式發生自然波動,」羅斯曼告訴對話。 “在研究現在碳循環發生的變化時,我們應該嘗試盡可能多地考慮這些變化,以做出未來的預測。”
這項研究還遠遠沒有得出結論,其他解釋——或者可能是事件的組合——仍在進行中。 也無法準確確定何時甲烷八疊球菌進化到開始生產甲烷作為副產品。 然而,如果這個假設正確,那麼地球上高達 90% 的物種可能會因單一微生物的單一基因轉殖而部分消失。
考慮到地球上微生物的數量之多,這並不是我們聽過的最令人放心的可能性。