Низкий уровень кислорода тормозил развитие жизни на Земле

01.11.2014 21:27

376

Были большие дискуссии о том, почему животные на Земле достигли процветания и развития спустя большого отрезка времени. Оказывается низкий уровень кислорода не давал развитие более сложным организмам и тормозил развитие жизни на Земле.

Ученые утверждают, что это было связано с невероятно низким уровнем кислорода на Земле более миллиарда лет тому назад.

Команда определила химический состав древних пород, и обнаружила приблизительно 0,1% уровня кислорода в них по сравнению с сегодняшним днем.
Исследователи представляют свою работу в Научном журнале.

То, почему развитие жизни на Земле заняло много времени, чтобы появиться на свет, озадачивало ученых много лет. Известно, что более чем 500 млн лет назад жизнь на Земле начала процветать в период, известный как Кембрийский взрыв.

До этого времени около одного миллиарда лет назад, в средине протерозоя, жизнь также существовала, однако это были очень простые организмы.
Эти существа были способны выжить при очень низких уровнях кислорода, но более сложная жизнь не могла.

Подавление эволюции

Уровень кислорода был слишком низок для животных, чтобы развиться накануне этого периода, и удерживался в течение долгого времени, объяснил один из ведущих авторов исследования, Ной Плановский с отдела Йельского университета геологии и геофизики.

«Наше исследование теперь показывает эмпирическое доказательство для поверхностного кислородного уровня, который тормозил бы развитие животных».

«У меня было предчувствие, поэтому я пошел искать это, и я был удивлен, что моя догадка была фактически правильной, что обычно не всегда удается», — сказал он.

Ученые знают, что генетические новшества, объединенные с правильными условиями окружающей среды, были ключевыми для развития всех животных, от ранних морских членистоногих динозавров и, в конечном счете, людей.

Но то, что роль кислородонасыщение играет в управлении выбором времени эволюционных биологических событий, в большой степени обсуждается.

«Вопрос не в том, кто из тех существ появился, они все должны были бы появиться на свет. То, что мы доказали, это то, что смена среды, в которой уровень кислорода был достаточно высоким для животных, которая дала возможность процветать генетической инновации, позволила им появляться на свет и это действительно произошло», — сказал доктор Планавский.

Ученые проанализировали уровни хрома — геохимическую подпись — горных отложений из Австралии, Канады, Китая и США. Это позволило им понять, сколько кислорода могло бы присутствовать.

‘Главный шаг впереди’

Они обнаружили, что изменения в химических компонентах пород произошли около 800 млн лет назад, в период, когда уровень кислорода начал стремительно расти, что уже задокументировано предыдущими исследованиями.

Саймон Полтон, геохимик из университета Лидса, отметил, что авторы исследования использовали мощный подход, который создан на прежних представлениях о том, как атмосферное кислородонасыщение можно было проследить.

«Вместо того, чтобы проявлять подход «кувалды», авторы были очень осторожны, и образцы, которые они выбрали для анализа, давали фокусировку на те же типы образцов из подобных установок по всей истории Земли.

«Если это так, то очень низкие уровни кислорода, найденные в этом исследовании обеспечили ограничения на ранней эволюции животных, таким образом, предположительно можно считать, что рост кислорода в конечном счете стимулировал эволюцию наших ранних предков животных», — добавил он.

Но он предостерег, что было трудно поместить точную ценность на кислородных уровнях от скал, депонированных больше чем миллиард лет назад.

«Таким образом, проблема совсем не решена, но главный шаг впереди, и я уверен, что это искра для многих будущих исследований, поскольку отчет все еще не совсем полон — это исследование включает только несколько исследований по всему огромному периоду Земной истории», — сказал профессор Пултон.

Другой исследователь был более критически настроенным по отношению к исследованию и сказал, что роль кислорода была завышена. Николас Баттерфилд с Кембриджского университетского отдела наук о Земле сказал: «Вся геохимия оттянута из морских скал, она непосредственно не измеряет атмосферу.

«Причина такого тормоза в развитии для животных является процесс, который занял экстраординарное долгое время, чтобы собрать необычайно сложный механизм развития, который строит даже простое животное».

«Это — самый сложный рецепт, который когда-либо имело развитие».