Prema novim istraživanjima, nivo kiseonika u Zemljinoj atmosferi verovatno je „divljo fluktuirao“ pre milijardu godina, stvarajući uslove koji su mogli da ubrzaju razvoj ranog životinjskog sveta.
Naučnici veruju da se kiseonik u atmosferi razvio u tri faze, počevši od onoga što je poznato kao Velika oksidacija pre oko 2 milijarde godina, kada se kiseonik prvi put pojavio u atmosferi. Treća faza, pre oko 400 miliona godina, dovela je do porasta atmosferskog kiseonika do nivoa koji postoji danas.
Ono što je neizvesno je šta se dogodilo tokom druge faze, u vremenu poznatom kao neoproterozojska era, koja je započela pre oko milijardu godina i trajala oko 500 miliona godina, tokom kojeg su se pojavili rani oblici životinjskog sveta.
Pitanja na koja su naučnici pokušali da odgovore su: Da li je bilo nečeg neobičnog u vezi sa promenama nivoa kiseonika u neoproterozojskoj eri što je moglo odigrati ključnu ulogu u ranoj evoluciji životinja? Da li je nivo kiseonika naglo porastao ili je došlo do postepenog povećanja?
Fosilizovani tragovi ranih životinja – poznatih kao Ediakaranska biota, višećelijski organizmi kojima je potreban kiseonik – pronađeni su u sedimentnim stenama starim od 541 do 635 miliona godina.
Da bi pokušao da odgovori na pitanja, istraživački tim na Univerzitetu u Lidsu uz podršku univerziteta u Lionu, Ekseteru i UCL, koristio je merenja različitih oblika ugljenika, ili izotopa ugljenika, pronađenih u krečnjačkim stenama uzetim iz plitkih mora. Na osnovu odnosa izotopa različitih vrsta pronađenog ugljenika, istraživači su bili u mogućnosti da izračunaju nivoe fotosinteze koji su postojali pre milionima godina i da zaključuju nivoe kiseonika u atmosferi.
Kao rezultat proračuna, uspeli su da proizvedu rekord nivoa kiseonika u atmosferi u poslednjih 1,5 milijardi godina, što nam govori koliko bi kiseonika difundovalo u okean da bi podržao rani morski život.
Dr Aleks Krause, biogeohemijski modelar koji je završio doktorat. u Školi za Zemlju i životnu sredinu u Lidsandu je bio vodeći naučnik na projektu, rekao je da nalazi daju novu perspektivu na način na koji se nivo kiseonika menja na Zemlji.
On je dodao: „Rana Zemlja, tokom prve 2 milijarde godina svog postojanja, bila je anoksična, bez atmosferskog kiseonika. Zatim je nivo kiseonika počeo da raste, što je poznato kao Veliki događaj oksidacije.
„Do sada su naučnici mislili da je posle Velikog događaja oksidacije nivo kiseonika ili nizak, a zatim narastao pre nego što vidimo prve životinje da evoluiraju, ili da su nivoi kiseonika bili visoki milionima godina pre nego što su se životinje pojavile.
„Ali naša studija pokazuje da su nivoi kiseonika bili daleko dinamičniji. Postojala je oscilacija između visokog i niskog nivoa kiseonika dugo vremena pre nego što su se pojavili rani oblici životinjskog sveta. Vidimo periode u kojima bi okruženje okeana, gde su živele rane životinje, moglo imali kiseonik u izobilju – a zatim i periode u kojima ga nema.
Dr Benjamin Mills, koji vodi Grupu za modeliranje evolucije Zemlje u Lidsu i nadgleda projekat, rekao je: „Ova periodična promena uslova životne sredine bi proizvela evolucione pritiske gde bi neki oblici života mogli izumreti, a novi bi se mogli pojaviti“.
Dr Mils je rekao da su periodi sa kiseonikom proširili ono što je poznato kao „prostori pogodni za stanovanje“—delove okeana u kojima bi nivoi kiseonika bili dovoljno visoki da podrže rane životinjske oblike života.
Rekao je: „U ekološkoj teoriji je predloženo da kada imate nastanjivi prostor koji se širi i sužava, to može podržati brze promene u raznolikosti biološkog života.
„Kada nivoi kiseonika opadaju, postoji ozbiljan pritisak okoline na neke organizme koji bi mogli da dovedu do izumiranja. A kada se vode bogate kiseonikom prošire, novi prostor omogućava preživelima da se uzdignu do ekološke dominacije.
„Ovi prošireni naseljivi prostori bi trajali milionima godina, dajući dovoljno vremena za razvoj ekosistema.“
