酸素革命

フランクリン・カッパ/ゲッティイメージズ

上の雰囲気 初期の地球 私たちが今日持っているものとは非常に異なっていました。地球の最初の大気は、 水素 と ヘリウム 、ガス惑星や太陽によく似ています。何百万年にもわたる火山噴火やその他の地球内部プロセスの後、2 番目の大気が出現しました。この大気は、二酸化炭素、二酸化硫黄などの温室効果ガスでいっぱいで、水蒸気や、程度は低いもののアンモニアやメタンなど、他の種類の蒸気やガスも含んでいました。

無酸素

このガスの組み合わせは、ほとんどの生命体にとって非常に住みにくいものでした。など、諸説ありますが、 原始スープ理論 、 熱水噴出孔理論 、 そしてその パンスペルミア説 生命が地球上でどのように始まったかを考えると、大気中に自由酸素がなかったので、地球に生息する最初の生物が酸素を必要としなかったことは確かです。ほとんどの科学者は、もし当時の大気中に酸素が存在していたら、生命の構成要素は形成されなかっただろうということに同意しています。

二酸化炭素

しかし、植物やその他の独立栄養生物は、二酸化炭素で満たされた大気中で繁栄します。二酸化炭素は、 光合成 発生することが。独立栄養生物は、二酸化炭素と水を使って、エネルギー用の炭水化物と廃棄物としての酸素を生成できます。地球上で多くの植物が進化した後、大気中を自由に浮遊する豊富な酸素がありました。当時、地球上に酸素を利用する生物は存在しなかったという仮説が立てられています。実際、豊富な酸素は一部の独立栄養生物にとって有毒であり、それらは絶滅しました。

紫外線

酸素ガスは生物が直接使用することはできませんでしたが、当時生きていたこれらの生物にとって酸素はすべて悪いわけではありませんでした.酸素ガスは、太陽の紫外線にさらされた大気の上部に浮かびました。これらの紫外線は二原子酸素分子を分割し、互いに共有結合した 3 つの酸素原子で構成されるオゾンの生成を助けました。の オゾン層 地球に到達する紫外線の一部をブロックするのに役立ちました。これにより、生命がこれらの有害な光線の影響を受けずに陸上に定着することがより安全になりました.オゾン層が形成される前、生命は過酷な熱と放射線から保護された海洋にとどまらなければなりませんでした。

最初の消費者

それらを覆うオゾンの保護層と呼吸するための十分な酸素ガスにより、従属栄養生物は進化することができました.最初に現れた消費者は、酸素を含んだ大気を生き延びた植物を食べることができる単純な草食動物でした.これらの土地の植民地化の初期段階では酸素が非常に豊富だったので、今日私たちが知っている種の祖先の多くは巨大なサイズに成長しました.いくつかの種類の昆虫は、より大きな種類の鳥のいくつかのサイズに成長したという証拠があります.

より多くの食物源があったため、より多くの従属栄養生物が進化する可能性があります。これらの従属栄養生物は、たまたま細胞呼吸の老廃物として二酸化炭素を放出しました。独立栄養生物と従属栄養生物の授受により、大気中の酸素と二酸化炭素のレベルを一定に保つことができました。このギブアンドテイクは今日も続いています。