科學家發現演化過程中不尋常的新英雄：史前蠕蟲搭配黃鐵礦
約翰斯-霍普金斯大學的最新研究結果表明，史前蠕蟲在透過沉積物混合提高氧氣水平方面發揮了至關重要的作用，從而為大約4.8 億年前的奧陶紀生物多樣性大事件和新物種的爆發做出了重要貢獻。
一項新的研究發現，史前蠕蟲在海底的穴居活動釋放了氧氣，促進了奧陶紀生物大分化。地球上最重要的一次生物多樣性爆發–3000 萬年的爆炸性進化變化催生了無數新物種–可能要感謝生命史上最不起眼的生物：蠕蟲。
根據約翰霍普金斯大學研究人員發表在《Geochimica et Cosmochimica Acta》雜誌上的最新研究成果，史前蠕蟲和其他無脊椎動物在海底的挖掘和穴居引發了一連串的事件，向海洋和大氣釋放了氧氣，並幫助啟動了大約4.8 億年前的奧陶紀生物多樣化大事件。
地球與行星科學系助理教授、資深作者瑪雅-戈麥斯（Maya Gomes）說：”想想在今天甚至還不存在的小動物是如何以如此深刻的方式改變進化史的進程的，這真的令人難以置信。 “透過這項工作，我們將能夠研究早期海洋的化學性質，並重新解釋部分地質記錄。 “
為了更好地了解氧氣含量的變化如何影響大規模的演化事件，戈麥斯和她的研究小組更新了模型，詳細說明了數億年來氧氣增加的時間和速度。
他們研究了在一定程度上由挖掘蠕蟲造成的沉積物混合與一種名為黃鐵礦的礦物之間的關係，黃鐵礦在氧氣積聚中起著關鍵作用。黃鐵礦在泥土、淤泥或沙子中形成並被掩埋的越多，氧氣含量就越高。
研究人員在馬裡蘭州切薩皮克灣沿岸的九個地點測量了黃鐵礦，這些地點可作為早期海洋條件的代表。即使只有幾公分沉積物混合的地點，黃鐵礦的含量也大大高於沒有混合的地點和混合程度較深的地點。
戈麥斯說，這些發現挑戰了先前的假設，即黃鐵礦與沉積物混合之間的關係在不同棲息地和不同時期都保持不變。
傳統觀點認為，隨著動物在海底掘洞攪動沉積物，新出土的黃鐵礦會暴露在水中並被氧氣破壞，這個過程最終會阻止氧氣在大氣和海洋中累積。混合沉積物被視為氧氣水平保持穩定的證據。
新數據表明，少量沉積物在含氧量極低的水中混合，會使埋藏在地下的黃鐵礦、硫和有機碳接觸到足夠的氧氣，從而啟動更多黃鐵礦的形成。
“這有點像金髮女孩。條件必須恰到好處。你必須有一點混合，讓氧氣進入沉積物，但又不能太多，以至於氧氣破壞了所有的黃鐵礦，沒有淨積累，”文章第一作者、約翰霍普金斯大學博士候選人Kalev Hantsoo 說。
當研究人員將黃鐵礦與沉積物混合深度之間的這種新關係應用到現有模型中時，他們發現氧氣水平在數百萬年中保持相對平穩，然後在古生代期間上升，奧陶紀期間出現急劇上升。
研究人員說，額外的氧氣很可能促成了奧陶紀生物多樣性大事件，當時新物種迅速繁殖。
戈麥斯說：”一直以來，我們都在思考氧氣水平如何與歷史上進化力量加快、地球上生命更加多樣化的時刻相關聯。寒武紀時期也曾發生過大規模的物種分化事件，但新的模型讓我們能夠排除氧氣的影響，而把注意力集中在那個時期可能推動進化的其他因素上。
編譯來源：ScitechDaily