大气含氧量从最初的极低水平,不到1%,逐步攀升到如今的约21%。这一变化就如同在实验室里添加了一种关键试剂,为需氧生物的进化创造了必要条件。”
骁睿惊讶道:“从极低含氧量到现在的21%,这变化太大了!洛尘,那有氧呼吸机制是怎么进化出来的呢?”
洛尘接着引导道:“你看,早期地球环境像一个大熔炉,蓝藻产氧这个‘新元素’加入后,生物们就开始了一场‘生存游戏’。
原核生物原本适应无氧环境,可蓝藻改变了‘游戏规则’。
它们为了在这个充满氧气的新环境中存活下来,就像在黑暗中摸索新出路。
这时候,内共生出现了,内共生,简单来说,就好比一个小生物住进了另一个大生物的‘身体里’,它们互相协作,慢慢地就像成为了一个密不可分的整体,一起生活、一起进化。
原核生物把具有有氧呼吸功能的微生物纳入细胞内,就如同给自身安装了一个更高效的‘能量引擎’。
经过漫长的共生过程,逐渐融合形成了具有更高效能量代谢系统的新细胞,这一过程极大地推动了生物的进化进程。
以早期海洋生态系统为例,蓝藻释放的氧气改变了海水和局部大气环境,促使一些简单生物进化出适应有氧环境的生理特征。”
骁睿感叹:“太神奇了!洛尘,那光合菌又在其中扮演什么角色呢?快跟我说说。”
洛尘接着说:“光合菌就像是这场生命大戏里的‘幕后英雄’,选择了与蓝藻截然不同但同样关键的生态位。
深海热泉周边环境恶劣,高温、高压、无光且富含还原性物质,简直就是生命的‘禁区’。
但光合菌却在这里找到了属于自己的‘舞台’,进化出了独特的光合磷酸化反应,利用热泉喷出的硫化氢等物质作为能量来源。
你可以把深海热泉区域想象成一个独特的‘黑暗工厂’,光合菌在里面忙碌地工作着,通过独特的光合磷酸化反应将光能转化为化学能,为周边的化能自养生物,如硫化细菌等,提供了能量来源,构建了一个相对独立但稳定的生态小循环。
这种互补关系使得地球生态系统在不同环境下都能有能量的输入和物质的循环,为后续生物的多样化和复杂化发展奠定了坚实基础。”
骁睿追问:“怎么个互补法呢?这两种生物生活环境完全不同啊。”
洛尘耐心解答:“你看,蓝藻在阳光充足的水体表层制造氧气,为需氧生物创造生存条件,就好像在地球上点亮了一盏盏‘氧气灯’。
而光合菌在深海热泉这个黑暗、无氧的环境里,利用独特的方式获取能量,维持着另一片区域的生态运转,仿佛在黑暗中打造了一个个‘能量站’。
它们一个在‘光明’中忙碌,一个在‘黑暗’中坚守,共同为地球生态系统的稳定运行贡献力量。
这种互补关系使得地球生态系统在不同环境下都能有能量的输入和物质的循环,就像一个复杂而精密的机器,每个零件都各司其职,共同构建了一个复杂且稳定的生态基础,后续各种生物在这个基础上不断进化和发展。”
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