حیات فقط به مقدار کمی اکسیژن نیاز دارد تا به صورت انفجاری گسترش یابد!

مدت‌ها تصور می‌شد که یک موج عظیم از اکسیژن باعث انفجار حیات در دوره کامبرین در حدود 540 میلیون سال پیش شد. این موج حیات را در بیوسفر (زیست‌کره) زمین دمید تا مجموعه‌ای غنی از گونه‌های مختلف جانداران به‌طور شگفت‌انگیزی ایجاد کند.

آیا اکسیژن واقعاً چنین نقش مهمی را ایفا کرده است یا خیر؟ پاسخ این سؤال همراه با عوامل دیگری که به طور بالقوه بزرگ‌ترین انفجار تکامل حیات را بر روی زمین ایجاد می‌کنند مورد بحث است. این عوامل شامل فروپاشی میدان مغناطیسی زمین، فرسایش ابرکوه‌های گوندوانا، گرد و غبار سیارک‌ها و حتی کرم‌های دریایی هستند.

اکنون، تحقیقات جدید نشان می‌دهند که اکسیژن کمی بیش از نیم میلیارد سال پیش به جو و اقیانوس‌ها سرازیر نشده است. داده‌های زمین‌شناسی حاکی از آن است که اکسیژن به آرامی در حوضه‌های کم عمق و فلات‌های اقیانوسی حل شد.

این بدان معنا نیست که اکسیژن هیچ نقشی در شروع انفجاری تنوع زیستی نداشته است. این انفجار حیات باعث پیدایش همه موجودات عجیب و غریب و وحشی امروزی شد.

اریک اسپرلینگ، زمین زیست‌شناس در دانشگاه استنفورد معتقد است حیوانات کامبرین احتمالاً آن گونه که دانشمندان تصور می‌کنند به اکسیژن نیاز ندارند. ما افزایش‌های جزئی در اکسیژن‌رسانی درون سنگ‌های رسوبی تشکیل شده در کف اقیانوس‌های باستانی پیدا کردیم. این اطلاعات از نظر مقیاس شواهد درستی برای ایجاد تغییرات بزرگ بوم‌شناسی هستند.

دانشمندان استدلال می‌کنند بدون اکسیژن کافی، موجودات تک سلولی و سایر موجودات کوچک که قبل از انفجار کامبرین وجود داشتند، نمی‌توانستند خیلی بزرگ شوند و اندام‌های بدن خود را توسعه دهند.

اما شواهد پراکنده و گاه متناقض زمین‌شناسی در سراسر جهان سوالاتی را برانگیخته است. واقعاً چقدر اکسیژن مورد نیاز است و چه زمانی سطح اکسیژن در بسیاری از زیستگاه‌ها از آستانه بحرانی توقف حیات بالا تر رفته است.

تحلیل‌های آماری از فلزات کمیاب

نویسندگان این پژوهش جدید بر این باورند که برخی ناسازگاری‌ها با تجزیه و تحلیل‌های آماری آنها از فلزات کمیاب درون سنگ‌های رسوبی منطبق هستند. این اطلاعات به بازسازی روندهای بلندمدت در سطح جهانی اکسیژن در اقیانوس‌ها و حیات دریایی در طول 700 میلیون سال گذشته تاریخ زمین کمک می‌کند.

تجزیه و تحلیل آنها شامل دو فلز کمیاب، مولیبدن و اورانیوم است. هر دو شاخص سطح جهانی اکسیژن اقیانوس‌ها، همراه با مدل‌های زیست‌زمین‌شیمیایی جریان اکسیژن بین اقیانوس‌ها و جو نشان می‌دهد که سطح اکسیژن در اعماق اقیانوس تا 140 میلیون سال پس از انفجار کامبرین، در دوره دوونین به سطوح مدرن نرسیده است.

ریچارد استکی، دیرین‌زیست‌شناس دانشگاه ساوت‌همپتون که این مطالعه را رهبری کرد توضیح داد. از دیدگاه جهانی، ما تا حدود 400 میلیون سال پیش شاهد اکسیژن‌رسانی کامل اقیانوس‌ها به سطوح مدرن نبودیم. تقریباً زمانی که شاهد ظهور جنگل های بزرگ در خشکی هستیم.

با این حال، سطح اکسیژن در آب‌های کم‌عمق توسط باد و امواج به اندازه‌ای افزایش یافت که می‌تواند از ظهور تنوع‌زیستی حیات دریایی حمایت کند.

نتیجه‌گیری

اسپرلینگ توضیح می‌دهد: این مقدار، افزایش زیادی در اکسیژن محسوب نمی‌شود، اما ممکن است بر اساس آنچه در مناطق مدرن با اکسیژن کم به طور طبیعی می‌بینیم، برای عبور از آستانه‌های زیست‌محیطی حیاتی کافی باشد.

یافته‌های این تیم بر روی نتایج یک مطالعه در سال 2017 گسترش یافت که نشان می‌دهد دریاهای کم عمق ابتدا مملو از اکسیژن شدند. با این وجود، اکسیژن اتمسفر تا حدود 50 تا 100 میلیون سال پس از انفجار کامبرین در دوره اردویسین و پس از آن به سطوح مدرن رسید.
با این حال، سایر تحقیقات نشان دادند که سطح اکسیژن در اوایل دوره ادیاکاران حدود 640 تا 600 میلیون سال پیش شروع به افزایش کرد. در اولین پالس از سه پالس افزایش اکسیژن متوالی که همزمان با جهش‌های تکاملی مهم در دوره منتهی به انفجار کامبرین بود.
در همین حال، سایر محققان بر این باورند که سطح اکسیژن در طول زمان بسیار متغیر بوده است؛ بنابراین نمی‌توان گفت که چه تاثیری بر شکوفایی تنوع زیستی داشته است.

این مطالعه در Nature Geoscience قابل مشاهده است.

منبع: sciencealert

ابراهیم اکبری