Киснева революція в історії Землі

Атмосфера на ранній Землі значно відрізнялася від тієї, яка нам відома сьогодні. Вважається, що перша атмосфера Землі складалася з водню і гелію, подібно газоподібним планет і Сонця. Після мільйонів років вивержень вулканів та інших внутрішніх земних процесів виникла друга атмосфера. Ця атмосфера була сповнена парникових газів, таких як діоксид вуглецю, діоксид сірки, а також містила інші типи парів і газів, таких як водяна пара і, в меншій мірі, аміак і метан.

Безкиснева атмосфера

З виникнення Землі перша комбінація газів була дуже негостинної для більшості форм життя. Хоча існує безліч теорій, таких як «Теорія первинного бульйону», «Теорія гідротермальних джерел» і «Гіпотеза панспермії» про те, як почалося життя на Землі, і вони пояснюють, що першим організмам, що населяли Землю, не потрібен був кисень для існування, оскільки його ще не було в атмосфері. Більшість вчених згодні з тим, що будівельні блоки життя не змогли б утворитися, якби в той час в атмосфері присутній кисень.

Вуглекислий газ

Однак рослини і інші автотрофні організми змогли процвітати в атмосфері, заповненої вуглекислим газом. Двоокис вуглецю є одним з основних реагентів, необхідних для проведення фотосинтезу. З вуглекислим газом і водою автотрофи могли виробляти вуглеводи для отримання енергії і виділяти кисню в якості побічного продукту. Після того, як багато рослин еволюціонували на Землі, в атмосфері з’явився вільний кисень.

Передбачається, що жодна жива істота на Землі в той час не використовувало кисень. Фактично, достаток кисню було токсичним для деяких автотрофів, і вони вимерли.

Ультрафіолет

Незважаючи на те, що кисневий газ не міг використовуватися безпосередньо живими істотами, кисень не був шкідливим для організмів, що живуть в той час.

Кисневий газ піднімалося до вершини атмосфери, де він піддавався впливу ультрафіолетових (УФ) сонячних променів. Це УФ-випромінювання розділило молекули двухатомного кисню і допомогло створити озон, який складається з трьох атомів кисню, ковалентно пов’язаних один з одним. Озоновий шар допоміг блокувати деякі УФ-промені від поверхні Землі. Це створило більш безпечні умови для життя організмів на суші. До освіти озонового шару життя перебувала в океанах, де була захищена від суворої спеки і радіації.

Перші споживачі

З появою захисного озонового шару, багато гетеротрофи змогли розвиватися. Першими споживачами стали прості травоїдні тварини, які могли харчуватися рослинами, що вижили в атмосфері, насиченої киснем. Оскільки на цих ранніх стадіях колонізації суші кисень був у великих кількостях, багато хто з предків відомих нам сьогодні тварин, виросли до величезних розмірів. Є дані про те, що деякі види комах були більше, ніж сучасні види великих птахів.

Оскільки з’явилося більше джерел їжі, почали розвиватися споживачі інших рівнів харчового ланцюга. Ці гетеротрофи виділяли вуглекислий газ в якості побічного продукту їх клітинного дихання.

Розвиток автотрофов і гетеротрофів дозволили зберегти рівні кисню і вуглекислого газу в атмосфері стійкими. Цей процес триває і сьогодні.

...
ПОДІЛИТИСЯ: