Dopo il Grande Processo di Ossidazione, la vita animale può emergere e svilupparsi in tutte le forme e dimensioni. Sembra ora che il livello di ossigeno sulla Terra abbia oscillato drammaticamente da allora. Che effetto ha questo sull’evoluzione?
Circa 2,4 miliardi di anni fa, l’ossigeno apparve per la prima volta nell’atmosfera terrestre. Semplici organismi multicellulari galleggiavano nella parte superiore dell'oceano primitivo, dove l'acqua era ricca di ossigeno. Da allora, il contenuto di ossigeno nell’atmosfera, e quindi nell’acqua dell’oceano, ha subito fluttuazioni drammatiche. Scienziati È stato indagato Quali diverse fasi dell’ossigeno si sono alternate e cosa significa questo per le condizioni sulla Terra e per l’evoluzione della vita animale primitiva.
Ossidazione maggiore
L'analisi di fossili risalenti a centinaia di milioni di anni fa ha dimostrato che il contenuto di ossigeno nell'aria si è evoluto grosso modo in tre fasi. Innanzitutto, il grande processo di ossidazione ebbe luogo più di due miliardi di anni fa, quando l’ossigeno apparve per la prima volta nell’atmosfera. C'è un ampio consenso tra gli studiosi su questo periodo. Si sa relativamente poco anche della terza fase finale, iniziata circa quattrocento milioni di anni fa. Da allora la percentuale di ossigeno nell’aria è salita al livello del 21% che vediamo ora.
Ma cosa è successo nel periodo tra loro? Questa seconda fase – quello Avanguardia moderna È iniziato circa un miliardo di anni fa ed è durato circa cinquecento milioni di anni. Questa fase è conosciuta come il periodo in cui apparvero tutti i tipi di prime forme di vita animale. Pertanto, i ricercatori erano curiosi di conoscere il livello di ossigeno nell'atmosfera e nell'oceano primordiale Avanguardia moderna.
Grandi fluttuazioni
Quanto è dinamico il livello di ossigeno e cambia gradualmente o improvvisamente? È possibile che questo abbia avuto un ruolo cruciale nella prima evoluzione degli animali? I ricercatori hanno analizzato le rocce calcaree dei mari poco profondi e hanno trovato prove nei rapporti isotopici di diversi tipi di isotopi del carbonio. Ciò ha permesso loro di calcolare il tasso di fotosintesi e infine di estrarre il contenuto di ossigeno dell’aria per ciascun periodo di tempo.
Tra le altre cose, hanno studiato le tracce fossilizzate dei primi animali, i cosiddetti Organismi ediacarani. Questi semplici organismi multicellulari hanno bisogno di ossigeno per vivere e sono stati trovati nelle rocce sedimentarie da 541 a 635 milioni di anni fa.
Rubinetto dell'ossigeno
Il leader della ricerca Alex Krause di Leeds spiega che i risultati forniscono una nuova prospettiva su come i livelli di ossigeno sulla Terra sono cambiati nel tempo. “La Terra primordiale era priva di ossigeno”, spiega. Per i primi due miliardi di anni della sua esistenza, la Terra era completamente priva di ossigeno atmosferico. Poi i livelli di ossigeno iniziarono ad aumentare, in quella che è nota come ossidazione maggiore.
“Fino ad ora, gli scienziati pensavano che dopo la Grande Ossidazione, i livelli di ossigeno fossero bassi e non aumentassero fino a poco prima della comparsa dei primi animali. La seconda ipotesi è che i livelli di ossigeno sulla Terra fossero più alti per milioni di anni e gli animali non siano comparsi se non più tardi Ma il nostro studio ora mostra che i livelli di ossigeno erano molto più dinamici. “Per molto tempo, il contenuto di ossigeno nell'atmosfera ha oscillato notevolmente. Solo allora apparvero le prime forme di vita animale. Vediamo periodi in cui l'oceano, in cui vivevano esclusivamente i primi animali, era molto ricco di ossigeno. Poi ancora periodi in cui così non è stato. Quindi il rubinetto dell'ossigeno non è stato aperto gradualmente; Il livello di ossigeno vola in tutte le direzioni.
Sempre più spazio abitativo
“Questo cambiamento ciclico delle condizioni ambientali crea una pressione evolutiva costante, causando l’estinzione di alcune forme di vita e l’emergere di nuove specie”, afferma il ricercatore Benjamin Mills. I periodi ricchi di ossigeno causano l’espansione degli “spazi abitabili” dell’oceano. Ciò creerà sempre più spazio vitale per le prime forme di vita animale. “Questa contrazione ed espansione degli habitat può portare a cambiamenti significativi e rapidi nella biodiversità”, ha affermato Mills.
“Quando i livelli di ossigeno diminuiscono, ciò mette a dura prova le condizioni di vita di alcuni organismi. Ciò può portare all’estinzione delle specie. Al contrario, avere più ossigeno nell’atmosfera può fornire più spazio vitale nell’acqua”. nascono a causa dell'abbondanza di spazio e dominano l'ambiente vivente. Queste fluttuazioni dei livelli di ossigeno probabilmente hanno permesso agli ecosistemi di evolversi più o meno nelle stesse condizioni per decine di milioni di anni, “un tempo più che sufficiente per far fiorire un tipo di sistema completamente nuovo. ” Mills dice l'ambiente e tutti i tipi di specie appena evolute.” finché la natura non apre di nuovo il rubinetto dell'ossigeno.
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