1.8 พันล้านปีก่อน ออกซิเจนต่ำอาจไม่เป็นอุปสรรคต่อชีวิตอีกต่อไป
ประวัติศาสตร์อันยาวนานของโลกเริ่มต้นด้วยคำนำที่ยิ่งใหญ่ เว็บสล็อต : การชนกับหินอวกาศขนาดเท่าดาวอังคารได้ฉีกเข้าสู่ดาวเคราะห์อายุน้อยและทิ้งเศษซากที่ก่อตัวเป็นดวงจันทร์ ในอีกไม่กี่พันล้านปีข้างหน้าพล็อตเรื่องบิดเบี้ยวมากมาย รูปแบบของมหาสมุทร ชีวิตปรากฏขึ้น จุลินทรีย์ที่ใช้พลังงานแสงอาทิตย์จะหายใจเอาออกซิเจนไปในอากาศ การเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่ของสิ่งแวดล้อมได้เปลี่ยนโฉมพื้นผิวของดาวเคราะห์และขับเคลื่อนวิวัฒนาการของชีวิตในวัยเด็ก
หลังจากเด็กหนุ่มผู้คลั่งไคล้การเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว สิ่งต่างๆ ก็ช้าลง ประมาณ 1.8 พันล้านปีก่อน สภาพภูมิอากาศมีเสถียรภาพ ระดับออกซิเจนคงที่ วิวัฒนาการดูเหมือนจนตรอก เป็นเวลาประมาณหนึ่งพันล้านปี ไม่มีอะไรเปลี่ยนแปลงมากมายบนโลกใบนี้ นักวิทยาศาสตร์เรียกช่วงเวลานี้ว่าช่วงเวลาที่น่าเบื่อที่สุดในประวัติศาสตร์โลก ได้ชื่อว่าเป็น “พันล้านที่น่าเบื่อ”
แต่นักวิทยาศาสตร์กำลังมองดูใหม่ ๆ เกี่ยวกับจำนวนพันล้านที่น่าเบื่อ และกำลังคิดหาทางเลือกอื่นที่น่าสนใจและแตกต่างอย่างมาก ผลงานล่าสุดได้รื้อฟื้นยุคดังกล่าวว่าเป็นบทสำคัญ (และเป็นที่ถกเถียงกันอย่างแน่นอน) ในเรื่องราวของชีวิต ซึ่งได้พลิกโฉมใหม่หลังจากนั้นไม่นานด้วยการแนะนำสัตว์ต่างๆ
นักธรณีเคมีบางคนกล่าวว่าการตรวจวัดสภาพแวดล้อมที่มีออกซิเจนต่ำซึ่งน่าเบื่อเป็นพันล้านเมื่อเร็วๆ นี้ เป็นข้อโต้แย้งที่หนักแน่นกว่านั้นอีกว่าสภาวะต่างๆ ขัดขวางการวิวัฒนาการของสัตว์ จนกระทั่งหลังจากยุคสิ้นสุดและระดับออกซิเจนก็เพิ่มขึ้น เมื่อประมาณ 800 ล้านปีก่อน นักชีววิทยาโต้เถียง ว่าแม้ออกซิเจนจะน้อยมากจนน่าตกใจ สัตว์ก็สามารถโผล่ออกมาและอดทนได้ การทดลองใหม่เกี่ยวกับฟองน้ำทะเลสมัยใหม่สนับสนุนทฤษฎีดังกล่าว แทนที่จะเป็นการชะลอตัว นักชีววิทยากล่าวว่าช่วงเวลานี้เป็นช่วงเวลาแห่งวิวัฒนาการที่สำคัญที่สุดระหว่างชีวิตที่เรียบง่ายกับสัตว์สมัยใหม่ นักวิทยาศาสตร์บางคนถึงกับเสนอว่าสัตว์ที่เกิดใหม่เหล่านี้สมควรได้รับเครดิตสำหรับการเพิ่มระดับออกซิเจนและทำให้พันล้านที่น่าเบื่อสิ้นสุดลง พวกเขากล่าวว่าแทนที่จะเป็นสภาพแวดล้อม
การค้นพบสิ่งที่ทำให้โลกต้องสั่นสะเทือนจากชีวิตวัยกลางคนที่ซ้ำซากจำเจจะเผยให้เห็นว่าทำไมชีวิตที่ซับซ้อนจึงเกิดขึ้น ทิโมธี ลีออนส์ นักธรณีเคมีแห่งมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ริเวอร์ไซด์ โต้แย้ง มันอาจจะเผยให้เห็นถึงสิ่งที่สามารถสนับสนุนหรือขัดขวางการเกิดขึ้นของสิ่งมีชีวิตในโลกอันไกลโพ้น
Lyons กล่าวว่า “เป็นเวลานานแล้วที่คนนับพันล้านที่น่าเบื่อมักคิดว่าไม่ธรรมดาอย่างน่าทึ่ง” “แต่มันเป็นบทที่สำคัญในประวัติศาสตร์ของชีวิตบนโลก และมีคำถามพื้นฐานที่เราไม่เข้าใจ”
สูดอากาศบริสุทธิ์
การหายใจออกของออกซิเจนครั้งแรกของโลกเกิดขึ้นเมื่อ 3.2 พันล้านปีก่อน ตามวิวัฒนาการของไซยาโนแบคทีเรียที่สังเคราะห์แสงได้เร็วที่สุด ( SN Online: 9/8/15 ) แบคทีเรียเหล่านี้จะขับออกซิเจนออกสู่สิ่งแวดล้อม อย่างไรก็ตาม เมื่อสัตว์ตัวเล็กด้วยกล้องจุลทรรศน์ตาย ซากของพวกมันจะสลายตัวและใช้ออกซิเจน โดยปกติชีวิตและการตายของไซยาโนแบคทีเรียจะส่งผลให้ไม่ได้รับออกซิเจนสุทธิ โชคดีสำหรับชีวิตที่รักออกซิเจน การสะสมของตะกอนสามารถฝังอินทรียวัตถุที่เน่าเปื่อยไว้ใต้พื้นทะเลและหยุดการดึงออกซิเจนออกมา
ก่อนหน้าพันล้านที่น่าเบื่อ เมื่อประมาณ 2.4 พันล้านถึง 2.3 พันล้านปีก่อน ไซยาโนแบคทีเรียได้ท่วมบรรยากาศของโลกด้วยออกซิเจน ( SN: 10/10/09, p. 11 ) การเพิ่มขึ้นของออกซิเจนซึ่งมีชื่อเล่นว่า Great Oxidation Event ได้เปลี่ยนแปลงกลุ่มสารเคมีของดาวเคราะห์อย่างถาวรและล้างพื้นผิวของสิ่งมีชีวิตที่ทนต่อออกซิเจนเกือบทั้งหมด
ในที่สุด ลมหายใจของออกซิเจนกระตุ้นการวิวัฒนาการของรูปแบบชีวิตที่ซับซ้อนที่เรียกว่ายูคาริโอต โดยมีนิวเคลียสและออร์แกเนลล์ของเซลล์ที่แตกต่างกัน ยูคาริโอตในยุคแรกซึ่งเป็นบรรพบุรุษของสัตว์และพืช ปรากฏตัวขึ้นในช่วงเริ่มต้นของพันล้านที่น่าเบื่อ 1.8 พันล้านปีก่อน ในช่วงสองสามร้อยล้านปีแรกของพวกเขา ยูคาริโอตแบบเซลล์เดียวและหลายเซลล์ทำให้เกิดการดำรงอยู่เพียงเล็กน้อย ในขณะที่แบคทีเรียและอาร์เคียปกครองระบบนิเวศของโลกอย่างแจ่มแจ้ง ( SN: 12/31/11, p. 12 )
เป็นเวลาหลายทศวรรษ ที่นักวิทยาศาสตร์หลายคนตำหนิการขาดการขยายตัวและวิวัฒนาการของยูคาริโอตที่น่าเบื่อหน่ายในหลายพันล้านอย่างที่เห็นได้ชัดในบันทึกฟอสซิลเกี่ยวกับออกซิเจนในระดับต่ำ ทุกวันนี้ ออกซิเจนเป็นส่วนประกอบประมาณหนึ่งในห้าของชั้นบรรยากาศโลก การศึกษาในช่วงต้นระบุว่าพันล้านที่น่าเบื่อนั้นมีความเข้มข้นของออกซิเจนในปัจจุบัน 1 ถึง 40 เปอร์เซ็นต์ นั่นสมเหตุสมผลเพราะว่าพันล้านที่น่าเบื่อส่วนใหญ่เกิดขึ้นในยุคเมโสโปเตโรโซอิก เมื่ออัตราการฝังตัวของสารอินทรีย์คาร์บอนที่สลายตัวภายใต้ตะกอนในทะเลราบเรียบ การผลิตและการใช้ออกซิเจนถูกยกเลิกอย่างคร่าวๆ
ออกซิเจนต่ำไม่ใช่คุณสมบัติที่กำหนดเพียงอย่างเดียวของพันล้านที่น่าเบื่อ — ลักษณะที่ไม่เปลี่ยนแปลงของมันนั้นแตกต่างอย่างชัดเจนกับยุคไดนามิกสองยุคที่มาก่อนและหลัง: Paleoproterozoic และ Neoproterozoic ในระหว่างการจองทางธรณีวิทยาเหล่านั้น การแกว่งอย่างดุเดือดในการฝังคาร์บอนอินทรีย์เป็นเรื่องปกติ ในทำนองเดียวกัน ในขณะที่ Paleoproterozoic และ Neoproterozoic รวมการหยุดเยือกแข็งของโลกด้วยไททานิค แต่ไม่มีน้ำแข็งขนาดใหญ่ที่ทำให้คนจำนวนหลายพันล้านคนน่าเบื่อเย็นลง เท่าที่นักวิทยาศาสตร์สามารถบอกได้ ภูมิอากาศที่อบอุ่นและมั่นคงปกครองมาหลายร้อยล้านปี เว็บสล็อต
