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地质学如何讲述地球上进化瓶颈和生命的故事?

www.ajudagratis.com2019-08-09
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灾难性的地质事件可能导致进化瓶颈并改变地球上的生命历程。这些证据可能埋藏在我们脚下的古老岩石中。地球历史上有7亿年的分离,是这一时期发生的最具革命性的事件之一:生命已经出现。这个失落的时代不仅掌握了人类祖先的秘密,还指导我们在其他星球上寻找生命。为此,最近发表在科学期刊《天体生物学》上的一篇论文试图将地质学和化学结合起来,以显示古地球地质何时告诉我们地球生命何时起源和地质限制(如小行星撞击或演化)。如何利用瓶颈造成的约束来研究关于生命进化的不同理论。

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博科 - 科学普及:美国斯坦福大学的地质学家Norm Sleep在他的论文中写道,地质学家对地球宜居的时间和生命实际存在的时间有限制,从45亿年前到38.5 。十亿年前。危险时刻:然而,这是地球附近的危险时刻。尽管近年来小行星撞击地球的影响日益引起争议,但许多科学家仍然认为,在此期间,小行星撞击了年轻的地球及其邻近的行星,这被称为后期重型轰击。小行星撞击是可能导致所谓的进化瓶颈的事件之一,少数物种可以控制这个瓶颈,这通常是其他生物数量突然减少的结果。

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NASA/Davis

如果一颗大小行星撞击地球,地球表面的温度将会飙升,海洋将蒸发到大气中。这对地球上的大多数生命来说都是灾难性的。但是,如果一个生物能够存活下来,它将能够接管这个星球,并可能在数十亿年内演变成最终的人类。如果从地质学的角度来看大多数生命都被完全摧毁,幸存者会发现许多空缺,并会迅速发展。例如,嗜热生物(热生物)可能能够在足以杀死其他生物的温度下存活。这种瓶颈,我们从物理学中知道,地球内部会更冷,热的微生物会更舒适。

基于碳的证据

不幸的是,古代小行星的影响很难在地球的地质中发现,部分原因是地球的构造板块正在移动。然而,古代岩石中螯合的碳迹可能提供线索。在灾难性小行星撞击后,大气中会含有大量二氧化碳,这与高温和高压有关,而高温和高压会使地球生物难以生存直到大部分二氧化碳存在渗透到地幔中,地球变得宜居。到目前为止,科学家还没有找到这种二氧化碳封存的可靠证据。生命进化的另一个瓶颈可能是创新:有机体创新了一种特性,使其成为理想的环境,可以胜过其他生物。

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加拿大西北部阿斯塔片麻岩组的岩石碎片,其中包含世界上已知最古老的裸岩。这些岩石中含有的碳能否揭示出撞击地球的小行星?照片:Pedroalexandrade/Wikimedia Commons

它迅速占领了地球上所有适合居住的地方,并很快变得非常富裕。一个例子是生物体已经进化出使用铁或硫进行光合作用的能力,其已经从氢变为阳光,并且其生物量已经增加了一个数量级。一旦达到这个阈值,这种转变将非常迅速,就像人类的时间尺度:年,几个世纪,几千年。这种生物可以在这个星球上勉强生存,繁衍生存。这些都是潜在可测试的假设。该论文指出,大多数已知矿物的存在归因于生物过程。当被问及这些瓶颈的最可能原因是什么时,这可能是两者的混合。

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本文的目的不是提倡事业,反对另一个事业,而是“让人们思考”。这是为了让人们一起工作,并提出各种有益于每个人的方式。态度,(和)引发更多的思考。德国杜塞尔多夫海因里希海因大学分子进化研究所所长威廉马丁向《天体生物学》透露,两个学科的观点不同,而且(和)每个人都在同一个方面。这不简单。研究人员已经为跨学科做出了巨大的努力,这是肯定的。关于早期进化的观点发生了缓慢变化。最终,地质学至关重要,因为它定义了生物学家和化学家必须工作的环境。

博科园 - 科学科普|研究/来自:天体生物学

参考期刊文章:《天体生物学》

DOI: 10.1089/ast.2017.1778

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灾难性的地质事件可能导致进化瓶颈并改变地球上的生命历程。这些证据可能埋藏在我们脚下的古老岩石中。地球历史上有7亿年的分离,是这一时期发生的最具革命性的事件之一:生命已经出现。这个失落的时代不仅掌握了人类祖先的秘密,还指导我们在其他星球上寻找生命。为此,最近发表在科学期刊《天体生物学》上的一篇论文试图将地质学和化学结合起来,以显示古地球地质何时告诉我们地球生命何时起源和地质限制(如小行星撞击或演化)。如何利用瓶颈造成的约束来研究关于生命进化的不同理论。

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博科 - 科学普及:美国斯坦福大学的地质学家Norm Sleep在他的论文中写道,地质学家对地球宜居的时间和生命实际存在的时间有限制,从45亿年前到38.5 。十亿年前。危险时刻:然而,这是地球附近的危险时刻。尽管近年来小行星撞击地球的影响越来越激烈,但许多科学家仍然认为,在此期间,小行星撞击了年轻的地球及其邻近的行星,这被称为后期重型轰击。小行星撞击是可能导致所谓的进化瓶颈的事件之一,少数物种可以控制这个瓶颈,这通常是其他生物数量突然减少的结果。

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NASA/Davis

如果一颗大小行星撞击地球,地球表面的温度将会飙升,海洋将蒸发到大气中。这对地球上的大多数生命来说都是灾难性的。但是,如果一个生物能够存活下来,它将能够接管这个星球,并可能在数十亿年内演变成最终的人类。如果从地质学的角度来看大多数生命都被完全摧毁,幸存者会发现许多空缺,并会迅速发展。例如,嗜热生物(热生物)可能能够在足以杀死其他生物的温度下存活。这种瓶颈,我们从物理学中知道,地球内部会更冷,热的微生物会更舒适。

基于碳的证据

不幸的是,古代小行星的影响很难在地球的地质中发现,部分原因是地球的构造板块正在移动。然而,古代岩石中螯合的碳迹可能提供线索。在灾难性小行星撞击后,大气中会含有大量二氧化碳,这与高温和高压有关,而高温和高压会使地球生物难以生存直到大部分二氧化碳存在渗透到地幔中,地球变得宜居。到目前为止,科学家还没有找到这种二氧化碳封存的可靠证据。生命进化的另一个瓶颈可能是创新:有机体创新了一种特性,使其成为理想的环境,可以胜过其他生物。

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加拿大西北部阿斯塔片麻岩组的岩石碎片,其中包含世界上已知最古老的裸岩。这些岩石中含有的碳能否揭示出撞击地球的小行星?照片:Pedroalexandrade/Wikimedia Commons

它迅速占领了地球上所有适合居住的地方,并很快变得非常富裕。一个例子是生物体已经进化出使用铁或硫进行光合作用的能力,其已经从氢变为阳光,并且其生物量已经增加了一个数量级。一旦达到这个阈值,这种转变将非常迅速,就像人类的时间尺度:年,几个世纪,几千年。这种生物可以在这个星球上勉强生存,繁衍生存。这些都是潜在可测试的假设。该论文指出,大多数已知矿物的存在归因于生物过程。当被问及这些瓶颈的最可能原因是什么时,这可能是两者的混合。

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本文的目的不是提倡事业,反对另一个事业,而是“让人们思考”。这是为了让人们一起工作,并提出各种有益于每个人的方式。态度,(和)引发更多的思考。德国杜塞尔多夫海因里希海因大学分子进化研究所所长威廉马丁向《天体生物学》透露,两个学科的观点不同,而且(和)每个人都在同一个方面。这不简单。研究人员已经为跨学科做出了巨大的努力,这是肯定的。关于早期进化的观点发生了缓慢变化。最终,地质学至关重要,因为它定义了生物学家和化学家必须工作的环境。

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参考期刊文章:《天体生物学》

DOI: 10.1089/ast.2017.1778

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