“雪球地球”事件或使动物进化

开豆

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古海水中的磷保存在条带状铁构造中的一个峰值表明了古冰期与大型、活跃动物的兴起之间的一种关联。（图片提供：Lyons lab/UC Riverside）

对于像我们这种密集呼吸的动物而言，地球的大部分历史时期都是不适宜生存的。只有在5亿多年前，氧气遍布于空气并溶解于海洋中，才向那些比一只海绵更活跃的动物的进化敞开了大门。如今，研究人员或许已经找到了有关这次动物发展的一个令人惊讶的触点：威胁要消灭所有地球生命的环绕全球的冰川期。

美国马萨诸塞州伍兹霍尔海洋学研究所的生物地球化学家Noah Planavsky和他的同事在日前的《自然》杂志网络版上报告说，他们在“雪球地球”冰川作用——在这一事件中，冰川包裹了，或者几乎包裹了整个地球——和5亿多年前激发生命的氧气的出现之间找到了一种可能的关联。他们测量了在古海洋中形成的富含铁的矿物中的磷含量，并以此作为海水中磷含量的标准。研究人员发现，在过去的30亿年中，磷的丰度变化不大，其中只有一个例外：从约7.5亿年前持续到约6.35亿年前的一次比通常水平升高了数倍的激增。

磷水平在当时的一次激增很好地契合了动物进化的一个新兴的局面。研究人员曾经注意到，两次雪球地球事件大致恰逢化石记录中最早期动物的出现。这意味着冰川作用触发了进化飞跃，然而它是如何做到这一点的呢？

在由Planavsky和他的同事所提供的方案中，雪球冰原就像它们的现代副本那样会磨碎大陆岩石，并当冰川退却时释放出磷。这些磷会被冲刷进入海洋，在那里它们为藻类的兴盛提供了养料，进而促使有机物质和氧气的形成有了一个大幅的增长。而进入海底淤泥中的更多的有机物质将为日后留下更多的氧气，并最终提高大气和海洋中的氧气含量。

这个故事中的一处明显差错就在于磷在海洋中的短暂寿命。有一种意见认为，雪球地球上的冰川只发生过一次退却——在一个1000万年之久的冰川期的末端。它所产生的一个短暂的磷波动不会对进化产生影响。但是合著者、美国加利福尼亚大学河畔分校的生物地球化学家Timothy Lyons表示，在这一过程中，随着冰原反复地前进与后退，即便仅有的一次雪球地球事件也能够导致磷浓度的升高。

欧登塞市丹麦南方大学的生物地球化学家Donald Canfield指出，磷与冰川作用和氧气以及由此而来的进化之间的关系“是一种具有极大吸引力的可能性”。Canfield说：“但他们还没有获得连续的（地质学）记录以证明这一点。在原则上，这是一个可以试验的假设；这也是工作的价值所在。”（来源：科学时报）

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