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新研究揭示在生命进化过程中地球出现的恶劣环境

科技新知 2022-01-08 13:52:00琬玲

新研究揭示在生命进化过程中地球出现的恶劣环境


新研究揭示在生命进化过程中地球出现的恶劣环境


新研究揭示在生命进化过程中地球出现的恶劣环境


(猎奇资讯网www.lieqiwo.com报道)据cnBeta:根据利兹大学一项新的计算机模拟,在过去24亿年的很长一段时间里,地球可能比科学家之前认为的更不适合生命居住。利用一个最先进的气候模型,研究人员现在认为到达地球表面的紫外线(UV)辐射水平可能被低估了,实际的紫外线水平可能高出十倍。


紫外线辐射是由太阳发出的,可以损害和破坏生物上重要的分子,如蛋白质。过去的24亿年代表了生物圈发展的一个重要篇章。大气中的氧气水平从几乎为零上升到一定数量,浓度不断波动,但最终在大约4亿年前达到现代的浓度。在这一时期,更复杂的多细胞生物和动物开始在陆地上定居。


领导这项研究的利兹大学博士研究员Gregory Cooke说,这些发现提出了关于紫外线辐射对进化影响的新问题,因为许多生命形式已知会受到强剂量的紫外线辐射的负面影响。


他表示:“我们知道,如果生命暴露在过多的紫外线辐射中,会产生灾难性的影响。例如,它可以引起人类的皮肤癌。一些生物体有有效的防御机制,许多生物体可以修复紫外线辐射造成的一些损害。”


Cooke补充说:“虽然增加的紫外线辐射量不会阻止生命的出现或进化,但它可能作为一种选择压力,能够更好地应对更大量的紫外线辐射的生物体会获得优势。”


到达地球的紫外线辐射量受到大气层中臭氧的限制,研究人员将其描述为“......生命最重要的分子之一”,因为它在紫外线辐射进入地球大气层时起到吸收作用。臭氧的形成是阳光和化学反应的结果--其浓度取决于大气中的氧气水平。


在过去的40年里,科学家们认为,当大气中的氧气水平相对于目前的大气水平达到约1%时,臭氧层就能够保护生命免受有害的紫外线辐射影响。


新的建模挑战了这一假设。它表明所需的氧气水平可能要高得多,也许是目前大气水平的5%到10%。因此,有一些时期,地球表面的紫外线辐射水平要大得多,而这可能是地球历史上大部分时间的情况。


Cooke称:“如果我们的建模表明了地球含氧历史中的大气情况,那么在超过10亿年的时间里,地球可能一直沐浴在比以前认为的更强烈的紫外线辐射中。”


“这可能对生命的进化产生了惊人的影响。我们并不确切知道动物是何时出现的,也不知道它们在海洋或陆地上遇到了什么环境。然而,根据氧气浓度的不同,动物和植物可能面临比今天的世界更恶劣的环境。我们希望在未来能够探索我们的结果对进化的全部影响。”


该结果还将导致对系外行星大气层的新预测。某些气体的存在,包括氧气和臭氧,可能表明存在地外生命的可能性,这项研究的结果将有助于对其他世界的表面条件的科学理解。

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