揭开显生宙全球大气和海洋的氧化之谜 _植物

4亿年前大型肉食鱼类生活复原图
【揭开显生宙全球大气和海洋的氧化之谜】

比较原始的现生维管植物
来自亚利桑那州大学（Arizona State University）的科学家们利用新技术，为解开全球大气和海洋的氧化之谜，迈出了重要一步。文章发表在《美国科学院院刊》杂志上。
新研究显示，4亿年前大型肉食鱼类和维管植物的出现，与当时氧含量的升高吻合。在此之前，早期动物都在低氧环境下生长和演化，比前估计的氧含量还要低。
亚利桑那州大学的A.Anbar教授等人，通过使用他开发的新技术，在分析古海床沉积物的化学成分的基础上，估测了古海洋中氧含量。
Anbar教授说：“我们的新发现不仅证明氧含量是变化的，还显示这些变化对复杂生命的演化有着直接影响。”
23亿年前的“增氧事件（Great Oxidation Event ）”增加了氧含量。5.5亿年前，氧含量再次升高，最早有化石记录的动物出现，显生宙（Phanerozoic）由此开始。
T.W. Dahl博士在亚利桑那州大学使用先进技术，测量了古海洋时沉积的黑色页岩中几种钼同位素的相对含量，进而探索显生宙氧含量的变化情况。
同位素是一种元素的多种原子。钼的7种同位素只是相对质量不同，因此很容易被识别开来。化学反应使得重同位素与较轻的那些分离开。当钼从海水里被固定沉积时，会发生这种分离现象，而分离的程度则与海水中的氧含量有关。
Dahl收集的数据显示，显生宙至少发生过两次氧化事件，以4亿年前的那次为界线。而4亿年前大量出现的大型肉食鱼类也证实了这一推断，因为这些大型动物能耗高，需要更多氧进行新陈代谢，这一结果也与4亿年前氧含量升高吻合。
Anbar说：“Dahl的数据说明，早期环境的含氧量比今天低，这一新发现的氧化事件解释了4亿年前大型鱼类的出现。我们解释了环境变化是怎样驱动生物进化的，感到很欣慰。”
Anbar接着说：“更令人惊讶的是这些数据还让我们看到了事情的另一面——生物演化能改变环境，他指出，维管植物也出现在4亿年左右。这些植物不易降解，因此它们所含的有机碳就会沉积起来。此时，光合作用生成的有机碳就不能与氧作用了，结果就增加了环境的氧含量。”
Anbar说：“这就像雪球一样越滚越大，维管植物的诞生将更多的碳固定在土壤，增加了大气氧含量。之后氧含量的升高使大型动物得以起源。
Anbar总结说：“这是生命和环境协进化的实证之一，地质学家们常提到协进化，但很少能找到这样好的证据。”

来源：化石网/faywater