动物控制着地球的氧气浓度吗学术资讯

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大约5.4亿年前，地球上的动物多样性曾经历过一次爆发，即我们现在所熟知的寒武纪大爆发，彼时，体型更大的动物首次登上了历史舞台。在大爆发之后，随着动物的演化，大气中的氧气水平开始降低，物种向各地的辐射也暂时减慢了下来。不过随着氧化作用和藻类的生长，新的能量被注入到食物链中，生命再次开始繁荣。

近日，来自哥本哈根大学健康与医学科学学院全球研究所的研究人员发现，动物本身可能也参与到了氧气浓度的调整过程中，并由此间接地控制了其自身的发展。相关论文于9月9日发表在《美国国家科学院院刊》杂志上。

“我们第一次成功地测量了‘地球心跳’，即氧气浓度和地球生产力之间的动力学过程。我们发现，不只是环境和氧气浓度会影响动物，动物反过来也会影响地球的氧气浓度。”全球研究所的Tais Wittchen Dahl副教授说。

为探究是什么控制着地球的氧气浓度，研究者分析了寒武纪大爆发期间沉积在海底的石灰岩。这些石灰岩中铀238和铀235的比例揭示了当时海洋中的氧气含量。据此，研究者可以得到两种极端环境（海底分别被含氧或缺氧的水体所覆盖）之间的大规模波动情况。研究人员相信，正是动物本身导致了这种发生在全球尺度上的波动的发生。

寒武纪大爆发时期，海洋生物经历了演化，它们变得更大并且开始在海底活动，互相吞食并且进化出了骨骼和外壳。特别值得一提的是，动物新演化出的移动能力非常有趣。由于动物的运动，大部分磷酸盐都从水中转移到了海床上。“磷酸盐是海洋中藻类生长所需的营养物质，水中磷酸盐的减少意味着藻类的减少，进而导致地球上的氧气变少。当然，这一过程非常缓慢，要在地质学时间的尺度上进行衡量。由于缺氧，大型的动物离开了，它们的离开使得氧气浓度再次升高，环境又变得有利于生存。这一过程不断循回往复。”Tais Wittchen Dahl解释道，“通过这种方式，这些钻泥洞的动物本身控制了氧气含量，减缓了原本爆发性的生命进化进程。认为动物和环境之间存在这种动力学过程的想法非常新颖也非常重要，这有助于我们理解地球氧气浓度的控制机制。”除此之外，这对发现外星生命也很有用。“氧气是生物标志物，当我们在茫茫宇宙中找寻外星生命时会用到它。如果生命本身会控制氧气的浓度，那么有氧气存在的地方也存在生命的可能性也更高。” Tais Wittchen Dahl说。

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编译：Max

审稿：alone

责编：张梦

期刊来源：《美国国家科学院院刊》

期刊编号：0027-8424

原文链接：

https://phys.org/news/2019-09-animals-earth-oxygen.htmlhttps://www.eurekalert.org/pub_releases/2019-09/uoct-dac091019.php