几亿年前地球曾变身雪球动物们是怎么活下来的

责任编辑NO。邓安翔0215 2019-12-16 00:57:38  阅读:46

(原标题:How did animals survive 'Snowball Earth'?)

作者 | 小小

出品 | 网易科技《知否》栏目组(大众号:tech_163)

图1:艺术家们烘托的“雪球地球”

在距今大约7.2亿到6.35亿年前,地球曾进入“低温时期”。那时咱们阅历了前史上最极点的冰河时期,简直整个地球都处于“冰冻状况”,因而其时的地球也被称为“雪球地球”。

但是令人震惊的是,也正是在这样一个时刻段,杂乱动物的开端痕迹呈现在化石记载中,这些生物为连续至今的动物黄金年代到来奠定了根底。那么,在“雪球地球”如此严格的环境中,为何生命不只继续繁殖下来,并且好像还有日益昌盛的倾向?

图2:现在的冰原只掩盖了格陵兰和南极洲部分区域,但在低温时期,它们掩盖了地球外表的大片区域

地球外表在低温时期简直彻底冻住,巨大的冰原延伸到热带区域,地表平均温度或许在零摄氏度左右,有时或许会降到零下50摄氏度。与此同时,火山活动也非常频频,时刻短的热量喷射会将这些冰冻外表离隔。

那时的地球可以说处于张狂时期,在冰和火的极点之间重复拉锯。但这也是很重要的时期,由于低温时期明显协助点着了杂乱动物诞生的曙光,包含人类的先人。

图3:寒武纪的生命大迸发是地球前史上的巨大转折点,这要归功于进化的昌盛,产生了渐渐的变大、结构杂乱的动物

事实上,地球上的生命在低温时期到来之前就诞生了,但其时首要是单细胞微生物。即便多细胞动物也呈现了,但它们依然是简略的、一般处于停止状况的生物,平静地过滤海水或在“微生物垫”上进食。这些前期动物还没有眼睛、腿、下巴或爪子这样的器官,在短少捕食者的国际里,它们并不真的需求这些东西。

但是,这样的一种状况很快发生了改动,这要归因于寒武纪的生命大迸发,生命多样化导致了“动物年代”的到来。这个迸发进程只继续了短短2000万年,但这是地球生命进化的巨大腾跃,诞生了咱们今日所知的首要动物集体,包含人类和一切其他脊椎动物的先人。

不过,化石记载标明,杂乱动物在寒武纪生命大迸发之前就现已存在,乃至早于地球的低温时期诞生,以至于它们不得不对立“雪球地球”的恶劣环境。这些前驱包含真核生物,即具有先进细胞结构的生物,或许还包含海绵等原始动物。

富含氧气的水域关于许多前期杂乱生物来说至关重要,特别是动物,但由于冰层掩盖的海洋中氧气含量有限,科学家们长期以来始终以为这种环境其时并不存在。但这些前期生物的确幸存了下来,由于咱们便是它们的子孙。

为了找出答案,有些科学家提出了真核生物或许经过低温时期的其他方法,例如日子在冰原顶部的融水池中,而不是日子鄙人面的海洋中。但是,最新研讨显现,即便是冰冻的海洋或许也不像咱们一般以为的那样,不适合这些陈旧有机体生计。

图4:Venable冰架的边际伸入来自南极洲两个半岛之间的海洋中

研讨显现,离海岸较远的海水的确具有极低的氧水平缓高水平的溶解铁,这将使那些环境不适合依靠氧气的生命生计。但是,在接近被冰掩盖的海岸线,海水出其不意地富含氧气。这是“雪球地球”期间富氧海洋环境存在的第一个直接依据,也协助解说了生物如安在“雪球地球”中幸存下来,并在寒武纪迸发期间快速进化。

研讨人员解说称:“依据标明,虽然低温时期的大部分海洋由于缺氧而不适合生命生计,但在地上冰盖开端漂浮的区域,存在着要害的含氧融水环境。这是由于,困在冰川冰中的气泡在冰川消融时释放到水中,使水中富含氧气。”

冰川是由降雪构成的,雪在积累的进程中渐渐压缩成冰川冰。雪中保存着气泡,里边包含氧气,这些气泡会被困在冰中。跟着时刻的推移,这些气泡经过冰层向下移动,终究跟着消融的水从冰川底部逃逸出来。在某些当地,这或许供给了满足的氧气来协助前期海洋动物生计下来。

图5:经过研讨地球前史的“雪球”状况,科学家们期望更多地了解其他好像有冰冻海洋存在的国际,如系外行星开普勒-62f

事实上,“雪球地球”或许不只仅是那些生物要战胜的困难。有痕迹标明,低温时期的特定条件反而有助于为寒武纪生命大迸发。研讨人员称:“全球冰冻发生在杂乱动物进化之前标明,雪球地球和动物进化之间存在联络。这些严苛的条件或许会影响生命向更杂乱的形状、多样化方向跨进。”

研讨人员解说称:“地球被冻住了5000万年。巨大的冰川将整个山脉都夷为平地,然后释放出营养物质。当雪在极点全球变暖事情中消融时,河流将很多的营养物质冲进海洋,为生命迸发发明了条件。曾经由细菌控制的海洋现在被更大、更杂乱的有机体主导,它们的很多呈现为更大、更杂乱的物种进化供给了支撑。”

由此可见,假设没有“雪球地球”,生命或许永久没有进化的时机。只要在这些杂乱的环境中,包含人类在内的、日益庞大和杂乱的动物才能在地球上茁壮成长。

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