被忽視的微小生物可能引發(fā)了地球上生命的爆炸

大約4.8億年前，地球上出現(xiàn)了令人眼花繚亂的各種生命口味。長(zhǎng)期以來(lái)，人們一直在猜測(cè)是什么刺激了這種新物種的多產(chǎn)輻射，從小行星塵埃或構(gòu)造活動(dòng)，改為大氣中氧氣含量激增.

現(xiàn)在，來(lái)自美國(guó)馬里蘭州的巖石表明了一個(gè)不太可能的主角：史前海洋蠕蟲可能對(duì)奧陶紀(jì)生物多樣性大事件.

“想想這些小動(dòng)物，今天甚至不存在的動(dòng)物，如何以如此深刻的方式改變進(jìn)化歷史的進(jìn)程，真是令人難以置信，”驚呼道約翰霍普金斯大學(xué)地球生物學(xué)家瑪雅·戈麥斯。

美國(guó)研究人員發(fā)現(xiàn)一種叫做黃鐵礦在切薩皮克灣九個(gè)地點(diǎn)的特定沉積物水平中。黃鐵礦需要穩(wěn)定的氧氣供應(yīng)才能從沉積物礦物中形成，但它也很容易與氧氣發(fā)生反應(yīng)，從海洋中竊取氧氣，然后從大氣中竊取氧氣。

但是，形成的黃鐵礦越多，然后被鎖在地下，氧氣濃度就越高。它是很久以前測(cè)量氧氣水平的有用代理。

“這有點(diǎn)像金發(fā)姑娘，”解釋約翰·霍普金斯大學(xué)古氣候?qū)W家Kalev Hantsoo。“條件必須恰到好處。你必須進(jìn)行一些混合才能將氧氣帶入沉積物中，但不能太多，以至于氧氣會(huì)破壞所有的黃鐵礦，并且不會(huì)出現(xiàn)凈堆積。

在沉積物中看到的黃鐵礦水平表明，某種東西正在攪動(dòng)海底，以防止這種礦物偷回過(guò)多的黃鐵礦。增加氧氣水平.

Hantsoo及其同事強(qiáng)烈懷疑這些早期的海洋沉積物混合器是蠕蟲，以及其他與海底相互作用的生物。

“我們假設(shè)黃鐵礦埋葬......在生物擾動(dòng)的長(zhǎng)期發(fā)作期間增加，“研究人員在他們的論文中解釋.

如今，蠕蟲和地下的其他生物繼續(xù)在生物擾動(dòng)中發(fā)揮著巨大作用——物理上混合了土壤的表層，允許液體和氧氣交換和其他重要營(yíng)養(yǎng)素的循環(huán)，包括鐵、硫和二氧化碳.

研究人員用他們的生物擾動(dòng)測(cè)量更新了以前的史前氧氣水平模型。結(jié)果表明，氧氣水平在數(shù)百萬(wàn)年內(nèi)保持穩(wěn)定，直到在寒武紀(jì)（從 5.388 億年前開始）和奧陶紀(jì)時(shí)期。這些增長(zhǎng)比以前的重建所建議的要大，但不能無(wú)限期地持續(xù)下去。

“黃鐵礦埋藏效率的提高將是暫時(shí)的，因?yàn)殡S著[O2濃度]的升高，生物擾動(dòng)的加劇最終會(huì)在沉積物堆中引入足夠的氧化力來(lái)抑制黃鐵礦的保留，”Hantsoo和團(tuán)隊(duì)寫.

直到4.85-4.45億年前的奧陶紀(jì)，在黃鐵礦埋藏中第二次檢測(cè)到爆發(fā)，地球才到達(dá)并維持接近現(xiàn)代水平的氧氣.這恰逢3000萬(wàn)年的快速進(jìn)化變化，導(dǎo)致了無(wú)數(shù)新物種的誕生。

“一直存在一個(gè)問(wèn)題，即氧氣水平與歷史上進(jìn)化力量增強(qiáng)的時(shí)刻有何關(guān)系，你會(huì)看到地球上生命的多樣性。說(shuō)戈麥斯。

“通過(guò)這項(xiàng)工作，我們將能夠檢查早期海洋的化學(xué)成分，并重新解釋部分地質(zhì)記錄。

似乎這些氧氣的爆發(fā)，在蠕蟲挖掘的協(xié)助下，幫助了地球上生命的壯觀多樣性繁榮。

這項(xiàng)研究發(fā)表在Geochimica et Cosmochimica Acta.

寶寶起名