科学家们将大约 4.55 亿年前地球含氧量的激增与地球上生物多样性的爆炸性联系起来,因为大自然利用了额外的呼吸空间来改变海洋生物并开发新物种。
生物多样性的繁荣是众所周知的? 它被称为奥陶纪生物多样性大事件? 但这是我们第一次能够将其与维持生命的氧气的大幅增加相匹配。
然而,研究小组热衷于强调,空气和水中更多的氧气可能只是当时地球上生命繁盛的原因之一。奥陶纪大约445-4.85亿年前。
“我们在生物多样性和氧气水平之间建立了另一个联系,但这一次是在奥陶纪,大约 4.55 亿年前,氧气达到了接近现代的水平,”首席研究员科尔·爱德华兹说是北卡罗来纳州阿巴拉契亚州立大学的地质和环境科学家。
“应该强调的是,这可能不是当时发生多样化的唯一原因。很可能是其他变化——例如海洋变冷、海洋养分供应增加和捕食压力——共同作用,使动物生命多样化数百万年。”
窥探这么远的过去是很棘手的,但新的联系是通过研究当时形成的石灰岩、在其中捕获海洋生物的化石,以及从美国、加拿大和南美洲采集的地质样本进行逆推而建立的。
根据该分析,在此期间,海洋中的氧气含量似乎从大约 10-13% 上升到大约 25%。
与此同时,生物多样性增加了三倍:更多的海洋生物、物种类型的巨大变化,甚至海底成分的变化。
但两者具体如何联系尚不清楚。 研究人员表示,氧合作用的增加可能会对生态系统产生间接而不是直接的影响? 例如,通过提高整体温度,使地球更有利于生命的存在。
“氧气和动物生命一直联系在一起,但大多数关注点都集中在动物是如何形成的,”团队成员之一说道,来自俄亥俄州立大学的马修·萨尔兹曼。
“我们的工作表明,氧气对于理解动物如何变得如此多样化和丰富来说可能同样重要。”
根据石灰岩样品,氧气水平和生物多样性如何匹配。 (科尔·爱德华兹饰演)
正如研究人员指出的那样,海洋的冷却和营养物质供应的增加无疑有助于生命的发展以及更高水平的氧气。
另一个受到科学家欢迎的想法是影响帮助生命繁荣发展,但我们谈论的是数百万年前,很难确定。
新的分析可能会改变我们对地球如何达到我们今天呼吸的大气氧气水平的时间线的看法,这反过来又有助于揭示最早物种如何生长和多样化的新线索。
这也可能意味着重新评估寒武纪大爆发,大约 5.41 亿年前的一个时间点,当时我们使用的大多数类别的生物首次出现。
“这项研究表明,在寒武纪大爆发之后的数百万年里,大气中的氧气水平并未达到并维持现代水平,传统上认为寒武纪大爆发是海洋大气充氧的时期,”爱德华兹说。
“在这项研究中,我们表明,大气和浅海的氧化需要数百万年的时间,只有当浅海逐渐氧化时,多样化的主要脉冲才能发生。”
该研究发表于自然地球科学。