عندما أصبحت الأرض صالحة للسكن: ثورة الأكسجين

الجو على في وقت مبكر من الأرض كان مختلفًا تمامًا عما لدينا اليوم. يعتقد أن الغلاف الجوي الأول للأرض يتكون من هيدروجين و الهليوم، مثل الكثير من الكواكب الغازية والشمس. بعد ملايين السنين من الانفجارات البركانية وعمليات الأرض الداخلية الأخرى ، ظهر الغلاف الجوي الثاني. كان هذا الجو مليئًا بغازات الدفيئة مثل ثاني أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكبريت ، كما احتوى على أنواع أخرى من الأبخرة والغازات مثل بخار الماء ، وبدرجة أقل ، الأمونيا والميثان.

كان هذا المزيج من الغازات غير ملائم لمعظم أشكال الحياة. بينما هناك العديد من النظريات ، مثل نظرية الحساء البدائي, نظرية التهوية الحرارية المائية، و ال نظرية Panspermia حول كيفية بدء الحياة على الأرض ، من المؤكد أن أول الكائنات الحية التي تعيش على الأرض لم تكن بحاجة إلى الأكسجين ، حيث لم يكن هناك أكسجين مجاني في الغلاف الجوي. يتفق معظم العلماء على أن اللبنات الأساسية للحياة ما كانت لتتشكل إذا كان هناك أكسجين في الغلاف الجوي في ذلك الوقت.

ومع ذلك ، سوف تزدهر النباتات والكائنات الأخرى ذاتية التغذية في جو مليء بثاني أكسيد الكربون. ثاني أكسيد الكربون هو أحد المواد المتفاعلة الأساسية اللازمة

على الرغم من أن غاز الأكسجين لا يمكن استخدامه مباشرة بواسطة الكائنات الحية ، إلا أن الأكسجين لم يكن سيئًا تمامًا لهذه الكائنات الحية التي تعيش خلال تلك الفترة. طاف غاز الأكسجين إلى أعلى الغلاف الجوي حيث تعرض لأشعة الشمس فوق البنفسجية. تقوم هذه الأشعة فوق البنفسجية بتقسيم جزيئات الأكسجين الدياتومي وتساعد على تكوين الأوزون ، الذي يتكون من ثلاث ذرات أكسجين مرتبطة تساهميًا ببعضها البعض. ال طبقة الأوزون ساعد في منع بعض الأشعة فوق البنفسجية من الوصول إلى الأرض. هذا جعل الحياة أكثر أمانًا للاستعمار على الأرض دون التعرض للأشعة الضارة. قبل أن تتشكل طبقة الأوزون ، كان يجب أن تبقى الحياة في المحيطات حيث تكون محمية من الحرارة الشديدة والإشعاع.

مع طبقة واقية من الأوزون لتغطيتها والكثير من غاز الأكسجين للتنفس ، تمكنت المغايرة من التطور. كان أول المستهلكين الذين ظهروا هم الحيوانات العاشبة البسيطة التي يمكن أن تأكل النباتات التي نجت من الغلاف الجوي المحمّل بالأكسجين. بما أن الأكسجين كان وفيرًا جدًا في هذه المراحل المبكرة من استعمار الأرض ، فقد نما العديد من أسلاف الأنواع التي نعرفها اليوم إلى أحجام هائلة. هناك أدلة على أن بعض أنواع الحشرات نمت لتكون بحجم بعض أنواع الطيور الأكبر.

يمكن أن يتطور المزيد من المغايرات ، حيث يوجد المزيد من مصادر الغذاء. حدث أن هذه المغايرات تطلق ثاني أكسيد الكربون كمنتج نفايات للتنفس الخلوي. استطاع الأخذ والعطاء من autotrophs و heterotrophs الحفاظ على مستويات الأكسجين وثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي ثابتة. يستمر هذا الأخذ والعطاء حتى اليوم.