地球生命起源理论遭质疑：低氧可能更有助于高级生物进化发育

几十年来，有关地球生命起源的主流科学理论是，大约6.85亿到8亿年前的阿瓦隆大爆发，氧气涌入地球海洋，多细胞生物开始在地球海洋中繁殖，加速了复杂生命的进化，最终为我们所知的地球生物圈铺平了道路。

然而，丹麦哥本哈根大学地球科学和自然资源管理系副教授克里斯蒂安·比耶鲁姆近日发文称，人们对地球生命起源的认识“可能大错特错”。比耶鲁姆和多名科学家组成的国际研究团队在发表于《地球生物学》杂志的一项研究中指出，古代岩石的样本表明，此前被广泛认可的地球生命起源理论可能并不正确，这意味着“我们可能需要重写科学教科书”。

【资料图】

最新地质研究：

多细胞生物出现时世界海洋“缺氧”

在地球生命起源的历史中，一段最为重要的时期被称为埃迪卡拉纪（6.35亿至5.39亿年前）。在这个介于成冰纪和寒武纪之间的地质年代，地球上发生了史上规模最大的海洋碳同位素负异常事件。然而，丹麦哥本哈根大学的研究人员与来自南丹麦大学及美国伍兹霍尔海洋研究所、瑞典隆德大学等机构研究人员的一项国际合作研究，却“推翻”了这一说法。

▲示意图：寒武纪的史前海洋生物

在过去20年中，比耶鲁姆一直在量化生命起源条件。他解释道，重建埃迪卡拉纪时期地球海洋的氧合历史一直具有挑战性，这导致了科学家关于环境条件对动物崛起的影响的两极分化辩论。

根据现在最为主流的理论说法，大约6.85亿到8亿年前，多细胞生物开始出现在地球海洋中，也就是所谓的阿瓦隆纪大爆发，即前寒武纪。在这个时代，海绵和其他多细胞生物取代了已在地球上生存了20多亿年的小型单细胞变形虫、藻类和细菌。到目前为止，人们普遍认为氧气水平的增加，触发了更高级海洋生物的进化。

比耶鲁姆和多名科学家组成的国际研究团队则指出，此前学术界有关埃迪卡拉纪争论的焦点之一是Shuram碳同位素漂移（CIE），为了得到更多的信息，该团队通过研究阿曼山脉的古代岩石样本的化学成分，“测量”这些多细胞生物出现时世界海洋中的氧浓度，出乎意料的是，结果表明“与经典假设相反，我们的解释将Shuram和任何同时期的动物进化事件置于一个主要缺氧的全球海洋中”。

其测量结果显示，当时地球上的氧浓度并没有增加，氧气含量仍比现在低5-10倍，“大约是珠穆朗玛峰两倍高度的地带的含氧量”。比耶鲁姆表示，“对我们来说，当更高级的动物开始进化并统治地球时，氧气的含量并没有大幅增加。事实上，较爆发（阿瓦隆纪大爆发）前几年还要少。”

主流生命起源理论遭质疑：

氧气并未控制地球上生命的发展

比耶鲁姆称，这一新的研究结果终结了一个长达70年的研究假设，即更高的氧气浓度在地球更高级生命的进化发展中起到了关键作用。这无疑修正了人类对生命起源的理解，因为氧气并没有催化地球上第一批多细胞生物的爆发式进化生长。

“我们现在非常确定地知道，氧气并没有控制地球上生命的发展，这一事实为我们提供了一个关于生命如何出现以及什么因素控制了生命（进化）成功的全新故事，”研究人员在此前发表于《地球生物学》杂志的文章中写道，“具体来说，这意味着我们需要重新思考童年学习中我们认为正确的许多事情。教科书需要修改和重写。”

尽管存在众多未知和争议，比耶鲁姆希望这一新的结果可以激励世界各地的研究人员“从新的角度重新考虑他们以前的结果和数据”。

但如果不是额外增加的氧气，那又是什么触发了那个时代的地球生命大爆发呢？

研究人员认为，真实的原因也许和此前的理论恰恰相反。比耶鲁姆解释道：“有趣的是，多细胞生物的生命大爆发，发生在大气和海洋氧气浓度较低的时候。这表明生物受益于较低的氧气水平，能够在平静中发展，因为水的化学成分自然地保护了它们的干细胞。”

同样的现象在癌症研究、人类和其他动物的干细胞研究中也存在。在这项研究中，瑞典隆德大学的科学家观察到，在生物体决定细胞应该发育成如肌肉细胞等特定类型的细胞前，低氧水平对于控制干细胞至关重要。因为动物和人类必须能够维持低浓度的氧气来控制干细胞，以保持缓慢而可持续地发育。在氧气过多的情况下，细胞也会发育，但在最坏的情况下，它们会剧烈变异并死亡。

红星新闻记者 徐缓

编辑 郭宇 责编 李彬彬

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