生物科学门户网站
BIO1000.COM

动物进化开始时的呼吸困难

动物需要氧气 - 即使在多细胞生物进化的开始时,生命灵药的供应必须足够。但什么时候存在这样的价值?到目前为止,它们都是基于大气浓度来得出关于原始海洋中可能对生命友好的氧气量的结论。但现在有一项研究表明,即使看似足够的量,氧合作用的时间和局部波动也可能阻碍了动物进化的发生。

很长一段时间里只有微生物:在生命史上,可追溯到大约37亿年,动物最初出现在最后三分之一。显然,生命必须等到它才能正常呼吸:在高等生物的发育过程中,可用的氧气显然是关键因素。可用的越多,它们变得越大越复杂。最终,他们开发了鳃和肺,以最好地为他们的新陈代谢提供氧化剂。

氧气水平随地而变化

在这个故事的开头必须是最低水平的氧气,这使得这种发展成为可能。到目前为止,它被假设为:“当时的大气氧气具有一个x值,因此这个价值的所有海洋都达到平衡,”亚特兰大乔治亚理工学院的Chris Reinhard说。结果,所有发育中的动物在整个过程中都具有相同的氧浓度。但研究人员指出,这是一种非常简化的方法,因为许多因素导致氧气水平在海洋的不同区域以及随着时间推移而波动 - 而今天仍然如此。

在他的研究中,他和他的同事因此模拟了在18亿到6亿年前的动物进化开始时可能在海洋中发生的氧气分布。计算机模型包括大气氧浓度为当前水平的0.5%至10%的情景。计算基于生化和地球化学因素,这些因素仍影响当今海洋中的氧气分布。研究人员表示,当时的基本原则并没有什么不同。

很长一段时间没有呼吸的问题

模型计算结果显示:在海底的审查时限内氧气含量低,主要是氧气,即使大气中的氧气含量已高于那才是真正的怀疑动物有足够的供应水平。在表面区域,氧气浓度在空间上强烈变化,并且在一年中,模拟显示。在某些情况下,它们达到了如此低的水平,以至于低估了原始动物的估计耐受范围。最终,它脱颖而出:研究人员表示,海洋中的氧含量可能是动物生命发育不利的长时间。

郑重声明:本文版权归原作者所有,转载文章仅为传播更多信息之目的,如作者信息标记有误,请第一时间联系我们修改或删除,多谢。