幾十年來(lái)，有關(guān)地球生命起源的主流科學(xué)理論是，大約6.85億到8億年前的阿瓦隆大爆發(fā)，氧氣涌入地球海洋，多細(xì)胞生物開(kāi)始在地球海洋中繁殖，加速了復(fù)雜生命的進(jìn)化，最終為我們所知的地球生物圈鋪平了道路。
然而，丹麥哥本哈根大學(xué)地球科學(xué)和自然資源管理系副教授克里斯蒂安·比耶魯姆近日發(fā)文稱，人們對(duì)地球生命起源的認(rèn)識(shí)“可能大錯(cuò)特錯(cuò)”。比耶魯姆和多名科學(xué)家組成的國(guó)際研究團(tuán)隊(duì)在發(fā)表于《地球生物學(xué)》雜志的一項(xiàng)研究中指出，古代巖石的樣本表明，此前被廣泛認(rèn)可的地球生命起源理論可能并不正確，這意味著“我們可能需要重寫(xiě)科學(xué)教科書(shū)”。
最新地質(zhì)研究：
多細(xì)胞生物出現(xiàn)時(shí)世界海洋“缺氧”
在地球生命起源的歷史中，一段最為重要的時(shí)期被稱為埃迪卡拉紀(jì)。在這個(gè)介于成冰紀(jì)和寒武紀(jì)之間的地質(zhì)年代，地球上發(fā)生了史上規(guī)模最大的海洋碳同位素負(fù)異常事件。然而，丹麥哥本哈根大學(xué)的研究人員與來(lái)自南丹麥大學(xué)及美國(guó)伍茲霍爾海洋研究所、瑞典隆德大學(xué)等機(jī)構(gòu)研究人員的一項(xiàng)國(guó)際合作研究，卻“推翻”了這一說(shuō)法。
在過(guò)去20年中，比耶魯姆一直在量化生命起源條件。他解釋道，重建埃迪卡拉紀(jì)時(shí)期地球海洋的氧合歷史一直具有挑戰(zhàn)性，這導(dǎo)致了科學(xué)家關(guān)于環(huán)境條件對(duì)動(dòng)物崛起的影響的兩極分化辯論。
根據(jù)現(xiàn)在最為主流的理論說(shuō)法，大約6.85億到8億年前，多細(xì)胞生物開(kāi)始出現(xiàn)在地球海洋中，也就是所謂的阿瓦隆紀(jì)大爆發(fā)，即前寒武紀(jì)。在這個(gè)時(shí)代，海綿和其他多細(xì)胞生物取代了已在地球上生存了20多億年的小型單細(xì)胞變形蟲(chóng)、藻類(lèi)和細(xì)菌。到目前為止，人們普遍認(rèn)為氧氣水平的增加，觸發(fā)了更高級(jí)海洋生物的進(jìn)化。
比耶魯姆和多名科學(xué)家組成的國(guó)際研究團(tuán)隊(duì)則指出，此前學(xué)術(shù)界有關(guān)埃迪卡拉紀(jì)爭(zhēng)論的焦點(diǎn)之一是Shuram碳同位素漂移，為了得到更多的信息，該團(tuán)隊(duì)通過(guò)研究阿曼山脈的古代巖石樣本的化學(xué)成分，“測(cè)量”這些多細(xì)胞生物出現(xiàn)時(shí)世界海洋中的氧濃度，出乎意料的是，結(jié)果表明“與經(jīng)典假設(shè)相反，我們的解釋將Shuram和任何同時(shí)期的動(dòng)物進(jìn)化事件置于一個(gè)主要缺氧的全球海洋中”。
其測(cè)量結(jié)果顯示，當(dāng)時(shí)地球上的氧濃度并沒(méi)有增加，氧氣含量仍比現(xiàn)在低5-10倍，“大約是珠穆朗瑪峰兩倍高度的地帶的含氧量”。比耶魯姆表示，“對(duì)我們來(lái)說(shuō)，當(dāng)更高級(jí)的動(dòng)物開(kāi)始進(jìn)化并統(tǒng)治地球時(shí)，氧氣的含量并沒(méi)有大幅增加。事實(shí)上，較爆發(fā)前幾年還要少?！?/p>
主流生命起源理論遭質(zhì)疑：
氧氣并未控制地球上生命的發(fā)展
比耶魯姆稱，這一新的研究結(jié)果終結(jié)了一個(gè)長(zhǎng)達(dá)70年的研究假設(shè)，即更高的氧氣濃度在地球更高級(jí)生命的進(jìn)化發(fā)展中起到了關(guān)鍵作用。這無(wú)疑修正了人類(lèi)對(duì)生命起源的理解，因?yàn)檠鯕獠](méi)有催化地球上第一批多細(xì)胞生物的爆發(fā)式進(jìn)化生長(zhǎng)。
“我們現(xiàn)在非常確定地知道，氧氣并沒(méi)有控制地球上生命的發(fā)展，這一事實(shí)為我們提供了一個(gè)關(guān)于生命如何出現(xiàn)以及什么因素控制了生命成功的全新故事，”研究人員在此前發(fā)表于《地球生物學(xué)》雜志的文章中寫(xiě)道，“具體來(lái)說(shuō)，這意味著我們需要重新思考童年學(xué)習(xí)中我們認(rèn)為正確的許多事情。教科書(shū)需要修改和重寫(xiě)?！?/p>
盡管存在眾多未知和爭(zhēng)議，比耶魯姆希望這一新的結(jié)果可以激勵(lì)世界各地的研究人員“從新的角度重新考慮他們以前的結(jié)果和數(shù)據(jù)”。
但如果不是額外增加的氧氣，那又是什么觸發(fā)了那個(gè)時(shí)代的地球生命大爆發(fā)呢？
研究人員認(rèn)為，真實(shí)的原因也許和此前的理論恰恰相反。比耶魯姆解釋道：“有趣的是，多細(xì)胞生物的生命大爆發(fā)，發(fā)生在大氣和海洋氧氣濃度較低的時(shí)候。這表明生物受益于較低的氧氣水平，能夠在平靜中發(fā)展，因?yàn)樗幕瘜W(xué)成分自然地保護(hù)了它們的干細(xì)胞?！?/p>
同樣的現(xiàn)象在癌癥研究、人類(lèi)和其他動(dòng)物的干細(xì)胞研究中也存在。在這項(xiàng)研究中，瑞典隆德大學(xué)的科學(xué)家觀察到，在生物體決定細(xì)胞應(yīng)該發(fā)育成如肌肉細(xì)胞等特定類(lèi)型的細(xì)胞前，低氧水平對(duì)于控制干細(xì)胞至關(guān)重要。因?yàn)閯?dòng)物和人類(lèi)必須能夠維持低濃度的氧氣來(lái)控制干細(xì)胞，以保持緩慢而可持續(xù)地發(fā)育。在氧氣過(guò)多的情況下，細(xì)胞也會(huì)發(fā)育，但在最壞的情況下，它們會(huì)劇烈變異并死亡。
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