Което имаше големи последици за еволюцията

След Големия процес на окисляване животинският живот може да се появи и развие във всякакви форми и размери. Сега изглежда, че нивото на кислород на Земята се е променило драматично оттогава. Какъв ефект има това върху еволюцията?

Преди около 2,4 милиарда години кислородът се появява за първи път в земната атмосфера. Простите многоклетъчни организми са плавали в горното течение на първобитния океан, където водата е била богата на кислород. Оттогава съдържанието на кислород в атмосферата и по този начин в океанската вода се колебае драстично. Учени Изследвано е Какви различни кислородни фази се редуват и какво означава това за условията на Земята и еволюцията на ранния живот на животните.

Голямо окисление
Анализът на вкаменелости, датиращи отпреди стотици милиони години, показва, че съдържанието на кислород във въздуха се е развило приблизително на три етапа. Първо, големият процес на окисление се е случил преди повече от два милиарда години, когато кислородът се е появил за първи път в атмосферата. Има широк консенсус сред учените относно този период. Сравнително малко се знае и за третия етап, най-новия етап, започнал преди около четиристотин милиона години. Оттогава процентът на кислород във въздуха се е повишил до нивото от 21 процента, което виждаме сега.

Но какво се случи в периода между тях? Този втори етап – това Модерен авангард Започна преди около милиард години и продължи около петстотин милиона години. Този етап е известен като период, в който се появяват всички видове ранни форми на живот на животните. Затова изследователите са били любопитни за нивото на кислород в атмосферата и първичния океан Модерен авангард.

Големи колебания
Колко динамично е нивото на кислорода и дали се променя постепенно или внезапно? Възможно ли е това да е изиграло решаваща роля в ранната еволюция на животните? Изследователите анализираха варовикови скали от плитки морета и откриха доказателства в изотопните съотношения на различни видове въглеродни изотопи. Това им позволи да изчислят скоростта на фотосинтезата и в крайна сметка да извлекат съдържанието на кислород във въздуха за всеки период от време.

Наред с други неща, те са изследвали фосилизираните следи от ранни животни, т.нар Едиакарски организми. Тези прости, многоклетъчни организми се нуждаят от кислород, за да живеят, и са открити в седиментни скали преди 541 до 635 милиона години.

Кран за кислород
Ръководителят на изследването Алекс Краузе от Лийдс обяснява, че откритията предоставят нова гледна точка за това как нивата на кислород на Земята са се променили с времето. „Ранната Земя е била лишена от кислород“, обяснява той. През първите два милиарда години от съществуването си Земята беше напълно лишена от атмосферен кислород. След това нивата на кислород започват да се повишават, известно като голямо окисление.

„Досега учените смятаха, че след Голямото окисление нивата на кислород са били ниски и са се повишили едва преди появата на първите животни. Втората хипотеза е, че нивата на кислород на Земята са били по-високи в продължение на милиони години и животните са се появили едва по-късно Но нашето изследване сега показва, че нивата на кислород са много по-динамични. Едва тогава се появяват ранните форми на живот на животните. Виждаме периоди, когато океанът, в който са живели изключително ранните животни, е бил много богат на кислород. След това отново периоди, в които това не беше така. Така че кислородният кран не беше отворен постепенно; Нивото на кислород лети във всички посоки.

Все повече жилищна площ
„Тази циклична промяна в условията на околната среда създава постоянен еволюционен натиск, карайки някои форми на живот да изчезнат и да се появят нови видове“, казва изследователят Бенджамин Милс. Богатите на кислород периоди карат „обитаемите пространства“ на океана да се разширяват. Това ще създаде все повече жизнено пространство за ранните форми на живот на животните. „Това свиване и разширяване на местообитанията може да доведе до значителни и бързи промени в биоразнообразието“, каза Милс.

„Когато нивата на кислород спадат, това в крайна сметка може да доведе до изчезване на видовете, което може да осигури повече жизнено пространство във водата.“ възникват поради изобилието от пространство и доминират в жизнената среда. Тези колебания в нивата на кислород вероятно са позволили на екосистемите да се развиват при приблизително същите условия в продължение на десетки милиони години, „което е повече от достатъчно време за процъфтяване на изцяло нов тип система. , казва Милс, околната среда и всички видове нововъзникнали видове, докато природата отново отвори кислородния кран.