氧气消失 海洋动物进化

一条带刺的鱼游过南加州海湾的最低氧气层。

照片来源:nautilus live(海洋勘探信托基金)

一项新的研究发现，动物需要氧气才能生存，但是地球古老海洋中氧气的相对缺乏帮助了海洋生物的早期进化。科学家称缺氧为大约5.4亿年前的寒武纪大爆发提供了机会。这一发现是在更好地理解了海洋和大气中的氧含量在遥远的过去是如何波动的，并可能改变科学家对动物进化的看法之后得出的。

今天，根据不同地区，典型的表层海水每升含有5.4-8毫升溶解氧。然而，低氧含量或接近缺氧的海水以氧最小层的形式存在(OMZ)。里弗赛德加利福尼亚大学的生物地球化学家莱昂斯说，最近对海洋化学的一些研究表明，在一些古代，海洋动物生活的世界“含氧量非常低”。"在这些时期，大部分海洋可能与今天的OMZ相似."

英国爱丁堡大学的古生物学家雷切尔·伍德和华盛顿特区史密森学会国家自然历史博物馆的道格拉斯·欧文已经开始研究动物王国对低氧水平的反应。

该研究发现，在动物进化的最早阶段，即6.35亿年至5.4亿年前的埃迪卡拉纪，缺氧主宰了海洋。在接下来的寒武纪(始于5.4亿年前)，出现了含氧更多的海水，以及许多关键的动物特征，如心脏、中枢神经系统、口器以及产生四肢和骨骼的能力。随着氧含量变得更容易忍受，具有这些特征的动物开始繁盛起来，并填补了寒武纪大爆发的化石记录。然而，欧文解释说，许多新的身体形式出现在爆发前的“缺氧阶段”，这很可能发生在生活在古代生态系统边缘的小型软体动物身上，几乎没有留下化石记录。

同样的事情发生在以下两个阶段:寒武纪，海洋开始缺氧(持续300-400万年)，奥陶纪，动物生活繁荣(在此期间，主要动物的多样性迅速增加)。然后，大约2.52亿年前，另一次缺氧事件与二叠纪-三叠纪灭绝有关。从那以后，化石记录显示新的珊瑚、海绵物种和鱼龙类动物已经多样化。这些新的形式可能出现在低氧阶段，但一旦氧含量恢复，它将迅速繁荣。研究人员在《生物学评论》杂志上报道了这一结果。(宗华)

阅读更多

科学网站上的相关报道