Loading AI tools
З Вікіпедії, вільної енциклопедії
До виникнення фотосинтезу, в атмосфері Землі не було вільного кисню (O2).[2] Фотосинтезуючі організми прокаріоти, що в процесі життєдіяльності виробляли O2 жили за довго до першого накопичення кисню в атмосфері,[3] можливо вже 3,5 мільярди років тому. Кисень, який вони виробляли, швидко забирався з атмосфери через вивітрювання мінералів, особливо таких що містили залізо. Таке «масове іржавіння» призвело до оксиду заліза на дні океану, утворюючи залізисті кварцити. Кисень почав залишатися в атмосфері в невеликих кількостях лише 50 мільйонів років до початку великої кисневої катастрофи.[4] Така масова оксигенація атмосфери призвела до швидкого накопичення вільного кисню. При теперішніх темпах первинної продукції, сьогоднішня концентрація кисню може вироблятися за допомогою організмів, що здійснюють фотосинтез, за 2 000 років.[5] При відсутності рослин, швидкість оксигенації шляхом фотосинтезу була повільніша в докембрійському періоді, і концентрація O2 сягали менше ніж 10 % сьогоднішніх і ймовірно значно коливалися; кисень міг навіть зникати із атмосфери знову близько 1,9 мільярдів років тому.[6] Такі флуктуації концентрації кисню мало впливали на тодішнє життя, оскільки масового вимирання не зафіксовано до появи складних живих організмів приблизно на початку Кембрійського періоду, 541 мільйонів років тому.[7] Така присутність O2 в атмосфері дала життю нових можливостей. Аеробний метаболізм став більш ефективним ніж анаеробний спосіб, а також наявність кисню однозначно створило нові умови для поширення життя.[8][9] З початку Кембрійсього періоду, концентрація атмосферного кисню змінювалася від 15 % до 35 % від загального об'єму атмосфери.[10] Максимум в 35 % було досягнуто наприкінці Кам'яновугільного періоду (приблизно 300 мільйонів років тому), на це могло вплинути велика кількість комах і амфібій в той час.[9] У часи людської діяльності, такої як спалювання горючих копалин, змінювалася відносна концентрація двоокису вуглецю, в той час як вплив на концентрацію кисню не такий значний.[11]
Накопичення кисню в атмосфері часто вважають можливою причиною при великомасштабних подіях в еволюції живого, таких як поява багатоклітинних організмів і едіакарської фауни, з кембрійським вибухом, тенденціями в змінах розміру тіл тварин, а також з іншими подіями зникнення і появи видів.[9]
Великий розмір комах і амфібій в Кам'яновугільний період, коли концентрацію кисню в атмосфері сягала 35 %, пов'язують із граничною роллю дифузії в метаболізмі цих організмів. Але Холдейн в своєму есе[12] вказує на те, що це буде справедливим лише для комах. Однак, біологічна основа для такої кореляції не є твердо доведеною, і багато ліній доказів показують, що концентрація кисню не є обмежувачем у розмірах сучасних комах.[9] Немає чіткої кореляції між атмосферним киснем і максимальним розміром тіла де-небудь в геологічних літописах.[9] Екологічні обмеження можуть краще пояснити мініатюрний розмір метеликів в пост-кам'яновугільний період — наприклад, поява літаючих конкурентів, таких як птерозаври, птахи і кажани.[9]
Підвищення концентрації кисню називають джерелом різноманітності еволюції, хоча фізіологічні аргументи таких тверджень піддаються сумнівам, і взаємозв'язок між зміною концентрації кисню і темпами еволюції не однозначний.[9] Найбільш відомий факт зв'язку між киснем і еволюцією відбувався наприкінці останнього зледеніння Землі-сніжки, де вперше знайдені залишки складного багатоклітинного життя. В період низької концентрації кисню і до еволюції в фіксації азоту, біологічно-доступні сполуки азоту були в обмеженій кількості[13] і періодичні «азотні кризи» могли вплинути на те що океан був негостинним для життя.[9] Значні концентрації кисню були лише однією з передумов для еволюції складного життя.[9] Моделі, що засновані на уніформіських принципах (тобто екстраполяція динаміки теперішнього океану на глибоке минуле) припускають, що така концентрація була досягнута лише не задовго до першої появи метазою в скам'янілих рештках.[9] Далі, безкисневі або іншими словами хімічно «несприятливі» океанічні умови, які схожі на ті, що перешкоджали макроскопічному життю з інтервалами повторно виникають під час раннього Кембрію, а також в пізньому Крейдяному періоді — без видимого впливу на форми життя того часу.[9] Це дає підставу припускати, що геохімічні свідчення знайдені в океанічних відкладеннях зображають тодішню атмосферу по іншому в докембрійський період — можливо в результаті фундаментально відмінного кругообігу поживних речовин при відсутніх тваринах, що живляться планктоном.[7][9]
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.
