單細胞生物問世後，為何複雜生命延遲 20 億年才出現？

皇帝 | 2025-2-25 08:26:18

1樓

鳥語花香、秋高氣爽，這些美好風景首先要感謝地球擁有穩定臭氧層，保護地球免受有害紫外線輻射，維持生物多樣性。然而地球也是經歷漫長歲月才從單細胞生物演化出複雜生命，最近耶魯大學新研究表明，由於海洋碘濃度升高曾破壞地球臭氧層穩定，導致地球複雜生命延遲超過 20 億年才出現。

臭氧層位於地球大氣平流層，保護著地球生命免不受大部分太陽紫外線輻射（UVR）影響，對地球生物圈具極其重要保護作用。

然而地球複雜生命起源與多樣性至今仍是自然科學界最難處理的問題之一，事實上，科學家一直想知道為什麼陸地植物直到 4.5 億年前才冒出，而同樣可進行光合作用的藍藻此前已在地球生活至少 27 億年，這一大段演化空白地帶生命都在做什麼？

雖然有證據表明存在更古老微化石，但寒武紀之前沒有找到複雜陸地動物或植物化石。

最近，耶魯大學團隊一項新研究可能解開困擾科學家數百年的謎團。

臭氧（O3）主要是氧氣分子（O2）吸收紫外線後光解形成，科學家普遍認為，地球大氣氧氣達到一定濃度後就會形成臭氧層，而耶魯大學研究人員分析多個獨立地質證據，並開發一個海洋大氣模型重建早期地球碘-臭氧動力學，發現地球早期大氣曾發生一場碘和氧的激烈鬥爭。

研究人員解釋，由於海洋碘化物（碘與另一種元素結合形成）含量升高，大量無機碘排放到大氣佔上風，其消耗的臭氧相較於現代高數十甚至數百倍，從而延遲臭氧層形成，大氣不穩定、低濃度的臭氧狀態可能從 24 億年前持續到約 5 億年前，導致地球表面持續暴露在高劑量太陽紫外線下，為複雜生命的出現施加壓力。

這項研究終於讓我們理解為何複雜生命花了大量時間（超過 20 億年）才演化出來。新論文發表在《美國國家科學院院刊》。