新生命的开始——大氧化事件

昨天我们了解了地球的诞生和演化,那么又是什么力量推动了地球的发展呢?当天文学家们在探索外太空的同时,另一批科学家们坐着潜水器来到了海底想要一探究竟,那么海底世界带给了地球怎样的命运?

1999年,科学家唐纳德·坎菲尔德跟他的团队来到了加利福尼亚半岛的一片海域研究,在那里,他看到了不同以往的另一个世界。他所写的《氧气》一书中回忆道:“在我们周围到处是冒着泡的热液,它们从层层叠叠的地缝中钻出来。成群的巨型管状蠕虫从黑暗处探出身来,在宽阔的石灰岩上轻轻地摇摆。”另人不可思议的是,在这个灼热而黑暗的地方竟然有生命存在,一片生机勃勃,仿佛漫天的雪花飘在空中。大量的微生物依赖深海热液中喷出来的热量生存,它们以硫化物为食。

坎菲尔德说到“每一个大灭绝事件都改变了动物演化的进程,可是它们并未从根本上改变生命的结构或者地球表面的化学成分。”他列出了6500万年前让恐龙消失的大灭绝事件、2.5亿年前地球上近95%的动物物种的消失。

到底是什么引发了地球如此巨大的变化呢?

在地球最早期的地质年代里,大部分生物所需的能量都以化学元素为来源。然而,到了太古宙中期,至少有一些单细胞的有机体已经知道如何汲取一种新的能量:太阳光。最初有机体的光合作用是以一种被科学家称为“无氧光合作用”的方式进行的。在演化过程中,经过一些非凡的(当然还有漫长的时间)尝试以及试错后,一些细菌拥有了一种纳米级大小的接收器,能够吸收太阳光,为一系列化学反应提供能量,最后制造出糖分子。对所有需要保持活性、处于新陈代谢状态的细胞来说,不管什么形式的糖都是提供能量所需要的基本化学成分。

在太古宙晚期的一段时间内,一种新的光合作用方式演化出来了,它第一次利用水来促进化学元素间的相互作用。这些有机生物——蓝细菌(又称蓝绿藻)不仅呈几何级数增加,而且它们在吸收了水分、二氧化碳和阳光之后,还开始释放氧分子。氧是整个化学反应的废弃物。于是,这种吸收水分、利用光能、产生氧气的新陈代谢方式成为地球历史上最为强大的一股力量。

随着时间的推移,蓝细菌通过新陈代谢向海洋和大气层中释放了大量的氧气,以至于整个地球被迫做出回应。地质冰层清晰地表明早期大气层中氧气的含量极少,但是到了25亿年前,氧气含量开始升高。仅仅几亿年后,大气层中氧气的含量就占主要地位了。

这就是大氧化事件。

但在当时,氧气的增加对生活在地球上的大量生物来说是有害的。氧气能和很多化学元素合成,这种能力意味着它能迅速地使细胞丧失功能,然后杀死它们。

但生物的演化过程总是出人意料的,细胞很快就学会了与氧化产物一起创造出更好、更有活力的生命形式。

但是到大氧化事件快要结束的时候,无氧光养生物这个地球曾经的主人却被迫躲进了远离氧气的角落之中,它们不是学会了在黄石公园那些臭气熏天的硫化池中生活。就这样,一种呼吸氧气的新生命形式接管了广袤的陆地、浩瀚的海洋以及辽阔的天空。也正是有了氧气之后,大气层上空开始形成臭氧层。

大氧化事件为地球带来了新的生机,也是地球不断进化的结果,科学家们为地球和人类的生存做出了巨大贡献!

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