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2023-03-13 19:50:58

“雪球地球”非常寒冷什么动物能活下来?

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Hakai杂志,

地球曾经是一个介于冰窖和汽车破碎机之间的东西。在地球漫长的历史长河中,从两极到两极的一切都被一公里或更厚的冰层压扁了。科学家称之为雪球地球。

一些早期动物成功地熬过了大约7.2亿到5.8亿年前的这个寒冷时代,但它们还有很多工作要做。尽管它们取得了勇敢的成功,巨大冰盖的反复扩张和收缩粉碎了这些顽强的极端微生物的遗骸,在化石记录中几乎没有留下它们的痕迹,科学家们几乎不知道它们是如何生存下来的。

英国南极调查局的休·格里菲斯(Huw Griffiths)说:“这基本上就像一台巨大的推土机。”“下一次冰川扩张基本上会抹去所有这些,把它们变成糊状。”

尽管由于冰川翻腾缺乏直接证据,格里菲斯认为,提出各种各样的动物生活在雪球地球上是合理的。他认为,这种繁盛应该早于所谓的寒武纪大爆发,大约5.4亿年前,地球上出现了前所未有的巨大动物多样性。格里菲斯说:“在那之前,有更小、更简单的东西存在,这并不是一个巨大的想象飞跃。”

这一时期动物生活的全貌已经丢失,但格里菲斯和他的同事们在最近的一篇论文中试图弄清楚它的样子。

研究小组考虑了三个不同的冰冻期。第一个是大约7.2亿年前开始的斯图特雪球地球。它持续了6000万年之久。这是一段令人震惊的漫长时间——几乎和恐龙时代结束到今天之间的时间一样长。然后是马里诺雪球地球,始于6.5亿年前,仅持续了1500万年。它最终在大约5.8亿年前发生了盖斯基尔冰期。第三次冰期更短,通常被称为“雪球地球”,而不是“雪球地球”,因为冰的覆盖范围可能没有那么广泛。

尽管这些时期的大部分化石都被冰压碎了,但科学家们还是发现了一些残余物。这些罕见的化石描绘了存在于盖斯基尔冰川时期的奇怪动物。在这些古老的泥球地球居民中,有一种叫frondomorphs的生物,看起来有点像蕨类植物的叶子。Frondomorphs生活在冰下的海底,可能从周围流动的水中吸收营养。

由于缺乏直接证据,Griffiths和他的同事们认为,动物在过去大冰期的生存策略很可能与生活在今天地球上最相似的环境——南极洲的生命相呼应。

一些现代南极居民,如海葵,倒立着生活在海冰的下面。磷虾最喜欢的捕食策略之一就是在这个上翻的平面上捕食微生物。格里菲斯和他的同事们认为,也许早期的动物也在这些地方觅食并找到了避难所。

也有可能是海冰的增减将藻类或其他生活在冰上的微生物引入了海水,使它们得以繁殖,这可能为其他早期动物提供了食物。

雪球地球上的居民面临的挑战之一是可能缺乏氧气,这既是因为空气中的氧气含量很低,也是因为从大气到水中的混合有限。但水柱高处含氧的融水可能支持了依赖它的动物。今天生活在南极海底的一些居民,如某些种类的羽星,依靠水流将氧气和营养物质从表面的小面积开放水域带到冰架深处,从而解决了这个问题。没有理由认为这种情况在盖斯基尔的“泥球地球”时期没有发生过。

格里菲思说:“我们讨论的是非常基本的生命形式……但在当时,这就是成为动物之王所需要的一切。”

除了frondomorphs,海底也可能居住着海绵。格里菲斯说,海绵的一些化石证据可以追溯到斯图亚特雪球地球之前,尽管对此有一些争论。

澳大利亚墨尔本大学的沉积学家阿什利·胡德(Ashleigh Hood)没有参与这项研究,她开玩笑说:“每个人,包括我们在内,都有他们在记录中发现的最古老的海绵,但没有人相信他们。”

一些现代海绵与细菌共生,这可能有助于它们在其他食物缺乏时获得营养。胡德说:“这可能是基于它们早期的生存策略。”

新西兰蒂帕帕·汤加雷瓦博物馆的助理馆长安德鲁·斯图尔特(Andrew Stewart)也没有参与这篇论文,他研究了来自恶劣南极环境的无数物种。许多这样的生物都能在极其黑暗、寒冷或化学有毒的地方生存。对于斯图尔特来说,南极极端微生物提醒我们地球上的生命是多么的强大——也许一直都是如此。

“这是最神奇的地方,”他说。“你说,不,胡说,没有东西能在那里生存!”嗯,实际上可以。”