地球|地球的历史很黑暗:我们每个人都是幸存者、都是奇迹( 四 )
这些条件对我们来说很糟糕,但对于那些开始结合并发挥作用的分子来说这是一个美妙的地方 。
我们今天在海洋中看到的火山热液喷口,为我们了解原始地球的情况提供了一扇小窗口 。在这些热液中进行的化学反应,似乎是创造生命的正确化学反应 。
地球又一次走运了,可能摧毁一切的撞击却是生命诞生的原因 。
【生命的头号公敌——宇宙射线】
当地球度过了冥古宙,地球平静下来,生命扎下了根 。此时,地球却要面对一大堆致命的宇宙子弹 。
宇宙对生命来说是个危险的地方,很多东西都会致生命于死地,有小行星的撞击、黑洞、超新星等等 。
但是头号公敌是宇宙射线 。宇宙射线非常小,但传播速度非常快,接近光速 。它们可以穿透并破坏我们的DNA 。
我们的身体充满了DNA,如果DNA被分解,可能导致癌症和死亡 。这些宇宙射线对生命来说是最糟糕的,它们很可怕 。然而,宇宙射线在生命进化中可能发挥了至关重要的作用 。
2020年,纽约大学和斯坦福大学的科学家研究了具有双镜像版本的生物分子——称为手性分子 。
在化学中手性的概念是当你有两个分子,两种化学物质,它们在物理上是相同的,它们由完全相同的物质组成 。但它们的结构是不同的,它们是彼此的映像,这样的分子被称为利手性 。
数十亿年前,早期生命可能同时具有左手性和右手性DNA和RNA 。但现在生命选择使用的大多是右撇子分子 。原因可能就是宇宙射线 。
当宇宙射线撞击地球大气层时,它们降解成更小的亚原子粒子,称为μ介子 。大多数μ介子都朝一个方向旋转,所以我们有这些小μ子,它们非常有能量,并以特定的方式旋转 。当它们撞击一个分子时,它们与分子发生相互作用,它们可以扰乱分子并可以改变分子 。
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宇宙射线导致DNA突变
一些科学家认为,这些自旋μ介子更容易与右手性DNA和RNA相互作用,于是引起突变 。所以如果地球上即有右手性分子生命和左手性分子生命,它们都受到μ介子的攻击 。受到更多攻击的那个就有更多机会产生有益的突变 。
所以,宇宙射线可能赋予了右撇子生命进化上的优势 。就像掷骰子一样,如果你想要得到两个6,左手只能扔10次,而右手却能扔100次 。显然右手得到两个6的可能性要比左手要大 。
但骰子并不总是对生命有利,3.59亿年前,地球上生命似乎耗尽了运气 。那时地球上的海洋充满了海洋生物,到了这一时期,植物也开始在海洋和陆地上定居 。
正是在这种环境下,地球经历了生命史上最大规模的扩张之一 。突然某种东西杀死了97%的脊椎物种 。科学家们称这种灭绝为泥盆纪后期灭绝事件 。
一种可能的解释是,超新星 。当一些垂死的恒星爆炸时,它们会发射出宇宙射线,这种辐射轰击地球的上层大气,推动氮的化学反应,变成二氧化氮 。这种气体本身与臭氧层发生反应并破坏臭氧层 。
没有了臭氧层的保护,来自太阳的紫外线辐射轰击着地球 。这场“辐射雨”持续数千年……破坏了动植物的DNA,许多物种灭绝了 。
泥盆纪后期灭绝事件主要影响海洋生物 。海洋里曾经生活着校车大小的鱼,现在主要鱼类还没有沙丁鱼大 。小鱼繁殖很快,在充满挑战的环境中,它们能比大型物种更快地适应和多样化 。
大规模灭绝的确杀死了很多的生物,但却为其他动物和其他生命形式提供了一个机会,还创造了一种混乱和复杂的环境,推动了自然选择和进化 。
如果超新星是这次灭绝事件的罪魁祸首,科学家们认为这个罪魁祸首在65光年之外 。如果它再近一点地球上生命的运气就会耗尽,似乎生命的存在总是在刀刃上保持平衡 。
当一颗爆炸的恒星离我们有点近的时候……我们都被毁灭 。所以在足够暴力和过暴力之间,有一个很好的平衡 。而我们已经很幸运地在那个边缘跳舞了45亿年 。
这次大灭绝重置了地球上的生命,为我们的祖先,四足动物铺平了道路 。可以这么说,灾难性事件与人类进化密切相关 。
【恐龙的灭绝成全了人类】
恐龙是曾经地球上的霸主,它们占据着主要的生态位和资源,没有任何一种生物能够撼动它们的地位 。从诞生到灭绝(2.31亿年前-6500万年前),恐龙一共“统治”了地球约1.7亿年 。
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