探索古老的寒武纪时代,一项新研究揭示了一种令人惊叹的生命奇迹。在距今约五亿年前的海底世界,一种像蠕虫一样的微小生物悄然崭露头角。它们,通过挖掘海底的活动,为地球生命的进化创造了关键的氧气平衡条件。这一发现,让我们窥见了地球过去的神秘面纱。
海洋与大气中的氧气浓度对于动物进化的影响至关重要。想象一下,如果氧气浓度过低,早期的海洋生物可能会面临窒息的威胁;而氧气过多,加上雷击,可能会引发毁灭性的野火,烧毁原始的陆地植被。那么,究竟是谁在调控着这个微妙的平衡呢?“为何那时的氧气浓度没有崩溃或激增?”南丹麦大学地球化学家Tais Dahl提出了这样的疑问,“必然有某种生物在狭窄范围内调节了氧气。”
在研究的关键时刻,Dahl遇到了英国埃克塞特大学的地球化学建模者Richard Boyle。他们共同面对的数据来源于曾经位于海底的岩石露头。令人惊讶的是,化学测量结果显示,从大约五亿三千年前开始,海洋中的氧气含量在长达三千万年的时间里一直在稳定下降。这让Dahl和其他研究人员倍感困惑。Boyle提出了一个大胆假设,解决了这个谜团。他认为,栖息在寒武纪早期海底的爬行动物启动了一系列化学反应,最终改变了地球的化学构成。如今这一假设已被两位科学家及其同事的研究证实。
他们利用一个简单的模型揭示了这一机制。这些早期的多细胞生物,类似于四十厘米长的蠕虫,通过翻土和摆动,使海水接触到新的海底沉积物。这些沉积物中含有细菌,当这些细菌暴露在海水中时,它们会在自己的细胞中储存一种名为磷酸盐的化学物质。蠕虫的活动促进了更多的海底沉积物搅拌,导致更多的磷酸盐积聚在海底沉积物中,从而减少了海水中的磷酸盐含量。这一机制对维持海洋中的氧气平衡起到了至关重要的作用。这一发现不仅为我们揭示了地球过去的一个谜团,也为未来的生命科学研究提供了新的视角和思路。