地球生命起源是因氧气,是科学界坚信的事,约 25 亿年前大氧化事件开始,大气氧气增加催生大型复杂多细胞物兴起。最近《地球生物学》期刊新研究推翻这假设,科学家发现,数亿年前海洋动物群爆发并不是因高浓度氧气,反而是低氧促成细胞有时间好好发育。
约 6 亿年前,所谓阿瓦隆大爆发 (Avalon explosion) 期间,多细胞生物开始出现地球所有海洋,这时代海绵和其他奇异多细胞生物取代小型单细胞变形虫、藻类和细菌,这些生物之前在地球生存超过 20 亿年。变革时代是更为著名的寒武纪大爆发前传,到目前为止,科学家认为引发更先进海洋生物进化的关键是氧气增加。
人们长期相信地球表面氧化,对大型复杂多细胞生物进化很有帮助,有些人甚至说这是先决条件,但新研究终结长达 70 年的假设。哥本哈根大学、伍兹霍尔海洋研究所、南丹麦大学和隆德大学等科学家,研究阿曼山脉、麦肯齐山脉和中国南方长江三峡地区古代岩石样本化学成分,测量多细胞生物出现时世界海洋的氧气浓度。
结果发现,地球氧气浓度并没有增加,且氧气含量还比今天低 5~10 倍,约等于比珠穆朗玛峰高两倍海拔的氧气量。研究人员表示,更高级动物群进化并统治地球时,氧气含量并没有大幅增加,甚至还略微下降。
研究人员甚至推测,引发这时代生命爆发关键因素恰好是低氧环境。多细胞生物爆发发生于大气和海洋氧气浓度较低时期,反应生物体受益于氧气缺乏,水的化学性质自然会保护干细胞,反让细胞平稳发育。
这假设与现代癌症研究及人类和动物干细胞研究相似。隆德大学科学家表示,动物和人类必须维持低浓度氧气才能控制干细胞,让它们缓慢持续发育,直到有机体决定细胞应发育成特定类型细胞,例如肌肉细胞。若氧气过多,细胞就会快速发育,最坏情况下会剧烈突变死亡。
这篇研究让科学家高度确定氧气并不能控制地球生命发展,人们需要重新思考很多童年时认为正确的事,此外,教科书需要修改和重编,并鼓励世界科学家重新解释数据和以往发现。
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