“雪球地球”造就了动物进化史上的大飞跃

坚实的证据：远古海水中磷富集的证据就保存在条带状赤铁矿（BIF）中，它提醒我们：远古冰期与大型动物的兴起之间存在着关联。

科学家模拟的“雪球地球”

对于像我们人类一样大口呼吸的动物来说，地球历史的大部分时期都不适于生存。只有当5亿多年前氧气充满大气圈并溶解于海洋时，进化之门才向更高级的动物打开——这些动物的活动能力大大提高，远强于早先的海绵。今天，研究者们恐怕找到了使动物兴起的导火索——那些气势汹汹冰封地球、不把生命扫清不罢休的时代，可能正隐藏着我们久觅无果的诱因。

美国马萨诸塞州伍兹霍尔海洋研究所（Woods Hole Oceanographic Institute）的生物地球化学家Planavsky及同事在10月27日《自然》杂志的网络版上报道了他们的研究结果。

他们发现，5亿多年前，“雪球地球”的全球性冰川（那时整个地球都被冰雪覆盖或几乎被覆盖）与氧含量的上升有某种联系。他们测量在古代海洋中形成的富铁矿物磷含量，把它当作海水磷含量的指标。测量后发现，在过去的30亿年里，海水磷丰度的波动都极小。仅有的一次例外发生于7.5至6.35亿年前，在那段时间里，磷含量急剧上升，竟达平常的数倍。

这次磷含量激增与动物进化的突发事件在时间上相当吻合。研究者注意到，“雪球地球”事件的两幕大致与化石记录中早期动物的出现同时。这说明，正是冰期造就了进化史上的大飞跃。然而这一切又是怎样发生的呢？

Planavsky和同事设想，雪球地球时期的冰盖具备与现代冰川相当的威力，它能碾碎陆地上的岩石。这样，当冰川退却时磷元素就会被释放出来。这些自由的磷被冲入大海，滋养藻类。海洋中藻类的繁荣，让有机物和氧气产量得到显著提高。多余的有机物沉入海底的淤泥中，增加的氧气却不断飞进大气，渗入海洋。

然而这个设想有个明显的漏洞：海洋中磷元素的存在时间太短了。按一般的说法，在雪球地球的背景下，冰川仅仅在一个持续1000万年的冰期末撤退过一次。这只会让磷含量出现短暂的上升，没法全面影响进化进程。

但是，美国加利福尼亚大学河滨分校的生物地球化学家Lyons说：“即便是一次孤立的雪球地球事件也可以让磷元素提高到一个相当的浓度，因为此间冰盖可以进退多次。”

磷元素搭建起冰期和氧分量两者的桥梁，继而影响进化，这个设想提供了一个“有趣的可能解释”，丹麦欧登塞南丹麦大学的生物地球化学家Canfield说：“但他们还没能找到一份连续的（地质）记录来证实这份猜想。从理论上来说，这是个值得检验的假说，这就是他们工作的价值所在。”

来源：化石网/jasmin