氧气绿洲促进生命的早期演化

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可移动动物最早出现是在埃迪卡拉纪，生命如何在当时缺氧的海洋中生存的呢？对此，科学家又有了新的见解。




图：现代泻湖


    对位于委内瑞拉的现代泻湖的研究显示，在不利生物生存的大环境下，光合细菌所形成的“生物质（Biomats）”为生命提供了富氧的避难所。这一发现，同样可用于解释埃迪卡拉纪的早期生命。埃迪卡拉纪海底覆盖着大量生物质，类似蠕虫的生物生活其上，正是这些生物质为早期生命提供了食物和氧气。此项研究由加拿大阿尔伯塔大学的M.Gingras领导完成。


    6.35-5.42亿年前的埃迪卡拉纪是复杂生命体演化的初级阶段，当时海洋刚刚开始充氧，氧气含量约为现代海洋的10%。


    委内瑞拉现代泻湖很浅，盐度极高，温暖并且缺氧。湖底缺乏生命，仅有少量穴居蟹和昆虫幼虫生存于其底部的生物质中。委内瑞拉现代泻湖的这些特征使其成为研究埃迪卡拉纪的良好对比材料。Gingras及其同伴对泻湖进行的研究显示，泻湖底部生物质氧气含量是其上水体氧气含量的4倍，生命靠生物质呼吸及取食。Gingras说，埃迪卡拉纪早期可移动生物很有可能也生存于类似环境中，在生物质中行穴居生活。


    加利福尼亚大学的古生物学家A.Sappenfield说，埃迪卡拉纪可移动生物出现于洋底“氧气绿洲”中的事实，与在埃迪卡拉纪岩层中发现的遗迹化石证据相符合。这些点缀在埃迪卡拉纪微生物集群中的简单水平遗迹化石确凿地表明当时大型底栖生物群与微生物群的共存。当时海洋中的氧气含量绝对不能满足这些底栖生物的需求，微生物群的存在为它们提供了充足的氧气保证。\\化石网\歆塬

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图：埃迪卡拉标志性化石Dickinsonia costata


    生物质在现代仅存于极端环境中，它们对大型生物异常敏感，一旦有生物扰动，它们便会停止生长。让科学家感兴趣的是，导致绝大多数生物质消失的事件都归因于前寒武—寒武纪界限附近生物扰动的增加。那么，如果这项研究正确的话，导致生物质逐渐消失的罪魁祸首很有可能正是它们自己。


    牛津大学的古生物学家M.Brasier说，生物质为早期生命出现提供资源的理论早就有了，此项研究提供了一个新的验证途径。不过，说埃迪卡拉纪生物为光共生性（photosymbiotic）的证据仍不够确凿，因为没有化石材料拥有光共生依赖的形态学或地球化学证据。而且，在发现自英国和加拿大的埃迪卡拉纪生物化石中，有不少都位于深海，无法进行光合作用。


    现代泻湖极少受潮汐影响，而埃迪卡拉纪的海洋则广受潮汐影响，表层水混合程度极高，在这点上，二者不具可比性。Gingras的团队仍坚定不移地继续着他们的工作，他们的目标是更好的理解生物质与生命之间的相互作用，以及其在地质记录中出现的标志。\\化石网\歆塬