最让人绝望的解释:史上最严重的物种大灭绝只是因为一次基因转移

作者:小菜 更新时间:2024-06-16 点击数:
简介:当谈论地球的大灭绝事件的时候,我们经常联想到地球上曾经出现过五次惨绝人寰的大灭绝事件,以及我们最熟悉的恐龙在最近一次大灭绝中消失。

人们对大灭绝的定义是在短地质时间内(不到280万年),就有四分之三的物种消失,就目前来地球上只有五个时期符合要求。

不过,这五个时期并不是都一样惨烈,在五次大灭绝事件中有四次其实称为中灭绝比较合适

【菜科解读】

最让人绝望的解释:史上最严重的物种大灭绝只是因为一次基因转移

当谈论地球的大灭绝事件的时候,我们经常联想到地球上曾经出现过五次惨绝人寰的大灭绝事件,以及我们最熟悉的恐龙在最近一次大灭绝中消失。

人们对大灭绝的定义是在短地质时间内(不到280万年),就有四分之三的物种消失,就目前来地球上只有五个时期符合要求。

不过,这五个时期并不是都一样惨烈,在五次大灭绝事件中有四次其实称为中灭绝比较合适,而真正称得上大灭绝的只有一次。

那就是第三次物种大灭绝,或者称为二叠纪-三叠纪大灭绝,顾名思义就是这次灭绝事件发生在二叠纪和三叠纪更替之时,也就是大约2.53亿年前。

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海百合在这次事件中明显减少©Vassil

二叠纪-三叠纪大灭绝抹杀了70%的地球生命,超过90%的物种在短时间内消失,其中海洋生物最为严重——大约消失了96%,而陆地脊椎动物也消失了70%。

在以往的大灭绝中,昆虫以自己模块化的身体结构都能迅速适应新环境,但是这次灭绝事件差点让昆虫也一起消失,是已知最大一次昆虫的大规模灭绝。

除此之外,该灭绝事件在煤炭层中制造了一个持续1000万年的煤炭缺口,因为所有那些产生煤炭的树木也都消失了,而且没能在1000万内恢复过来。

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煤炭层之上的大灭绝©Dippiljemmy

也正因为这个煤炭缺口,许多古生物生物学家认为这次灭绝事件过后,地球生命足足花了1000万年才恢复了生机。

关于是什么导致这次灭绝事件,一直都是一个极具争议性的话题,从盘古大陆的形成,到海底甲烷爆发,到现在西伯利亚地区的火山爆发,再到我们最熟悉的小行星撞击,科学家几乎把所有能找到的危机都扣在了这次灭绝事件上。

当然,对于地球历史上最严重的灭绝事件,把所有这些致命原因结合起来一点也不为过。

不过,来自美国麻省理工学院的一个科研团队提出了一个全新的解释[1],他们认为这次大灭绝的主要原因是生物之间随机的一次水平基因转移,而其它因素都只是配角而已

如果事情真的是这样的话,其实是挺令人担忧的,因为这意味着大灭绝事情很可能会经常性地出现。

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第三次物种大灭绝的根本原因

通过研究灭绝时期形成的岩石,显而易见的一点是,在灭绝事件发生期间,海洋和浅水区都进入了一个极度缺氧的环境,缺氧可能就是那些生物灭绝的根本原因,而其它所有只是诱发了这种缺氧环境的发生。

你可能会说,缺氧不至于引发如此惨烈的灭绝事件才是啊?

确实如此,缺氧对于许多生物来说可能并太致命,但可怕的地方是它会引发多米诺骨牌效应,进而彻底改变整个生态。

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比如,地球上现在就存在一些硫酸盐还原微生物,它们可以利用硫酸盐进行硫化作用,而不是我们熟悉的利用氧气、二氧化碳进行呼吸作用和光合作用。

这些微生物可以在低氧的环境中茁壮成长,它们生命过程产生的硫化氢会将缺氧的海洋硫化,而作为缺氧的附带命令,硫化物将被释放到大气中,然后随着降雨和大气活动,扩散到全球。

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这些物质不仅对地球的生命十分不友好——植物很容易受酸雨等影响,它们还会破坏地球的臭氧层,将陆地生命暴露在致命的紫外线下,并在这个过程中使地球变热。

地球被加热之后,海洋升温可能导致海洋中冻结的甲烷释放到大气中,加剧了环境变化。

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图:有时候池塘中黑色的黑色的污泥就是硫酸盐还原微生物作用产生的金属硫化物

(这种简单的多米诺骨牌效应可能会有很多条线同时发生,硫酸盐还原微生物导致的情况只是其中一种,只要环境稍有变化就会出现各种效应。

但到底是什么最开始让地球含氧量锐减,才让这些硫酸盐还原微生物有机可乘呢?

麻省理工学院的这个科研团队注意到,一种微生物在灭绝事件前后崛起,所以他们认为这些微生物可能在这次生态改造中起到至关重要的作用。

其实,这种怀疑不是没有前车之鉴的,地球历史上许多巨大的危机或者改造其实都是微生物发起的,最典型的就是第一次大氧化事件。

地球的第一次大氧化发生在24亿到21亿年前,在此之前,地球生命以厌氧生物为主,但是突然一种能够光合作用的微生物——蓝藻开始爆发,它们改造了整个地球的化学,也改造了之后的生命。

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图:甲烷八叠球菌

这次是什么微生物,有何证据?

该团队注意到的这种微生物就是甲烷八叠球菌,现在同一个属被描述的有36种,它们是单细胞生物,共同特点就是消化有机物并产生甲烷。

如果甲烷八叠球菌确实在第三次大灭绝事件之前蓬勃发展,那么它们将向大气中喷出巨额甲烷并破坏碳循环范围,扰乱了二氧化碳和氧气水平。

随之而来的就是一场无法修复的多米诺骨牌效应,出现我们前面提到的场景。

这个观点有目前只有两个证据,不过基本都被反驳了,所以这项研究还远未定论。

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第一个证据就是时间

在第三次大灭绝事件发生之前,这种微生物是不具备生产甲烷的能力的,通过分子分析,它们在大灭绝前后获得了这种能力。

而获取的途径是一次单一基因的水平转移,它们的祖先从一种被称为梭状芽孢杆菌的微生物那里获取了相关基因。

水平基因转移是相对于垂直基因转移而提出的,垂直基因转移指的就是基因从亲代传递给子代,是在同一个物种中发生的,而水平基因转移是不同物种之间的基因交流。

不同物种之间的基因交流很多人可能不理解,其实这很正常,比如一些病毒的基因就特别喜欢和宿主融为一体,我们人类就至少有8%的基因由古代病毒的残余物组成。

其实,就现在来看,水平基因转移在生物进化上起的作用会比垂直的要大许多,这种方式会以更高效的形式制造新物种,其中最典型的就是寄生蜂。

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除了寄生蜂之外,现在每一种昆虫都至少和一种寄生蜂绑定,寄生蜂会把自己的卵产在这些绑定的昆虫幼虫体内,摄取营养和发育。

许多人可能不清楚的是,寄生蜂的出现就是因为它们从感染自己的病毒那里获得了相关基因,才彻底改变了自己的生活方式。

回到我们的主题,通过基因分析得到的进化时间误差非常大,所以许多其他研究人员以此反驳。

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第二个证据是镍

甲烷八叠球菌产生甲烷的化学过程涉及金属镍,如果该团队可以在灭绝事件期间的岩石层中找到高水平的镍,那么在某种程度上可以支持这个观点。

当然,该团队在眉山地区的沉积物中发现镍含量很高,它们认为这是当时火山活动导致地球深处的镍被带到了地面。

但是,这个观点也一样被反驳,因为目前没有任何证据表明镍可以通过火山喷发带到地面——特别是这次灭绝事件中起重要作用的西伯利亚火山。

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最后

因为地球生物的一次水平基因转移,直接导致超过90%的物种消失。

如果这个观点正确的话,确实还蛮可怕的。

前阵子在读《人类简史》的时候,作者有一个观点(可能只是这个作者借鉴的观点),他说人类之所以在人科动物中脱颖而出也是因为一次基因突变,这个突变导致我们的智力爆发,最终让我们能够用语言更准确地描述事件,而更加强壮的尼安德特人就是吃了语言的亏,才被我们取缔的。

在写这篇文章的时候,我联想到的是可能正在发生的第六次物种大灭绝。

由于灭绝事件的持续时间比想象得要长许多,所以当我们身处其中的时候,很难感受到其变化,其实把现在定义为第六次物种大灭绝并不是危言耸听。

自1970年以来脊椎动物(我们容易观察到)的数量足足减少了68%,整个20世纪统计到的陆地脊椎动物就有543种灭绝,这比以往任何一次大灭绝事件物种消失的速度都要快。

而这一切可能正是我们那次关于智力的基因突变引发的,似乎历史总是惊人的相似。

不过好消息是,我们已经意识到这一点,现在至少有3.5万种生物受到保护,我们在想尽办法阻挡事态恶化,很可能事情会朝着更好的方向发展。

参考资料:

[1].https://www.iflscience.com/could-earth-s-biggest-extinction-event-have-been-caused-by-a-single-gene-transfer-66532

[2]. https://www.pvescience.com/mass-extinction-events-that-shaped-Earth.html

莲藕有丝是回事?藕断丝连

莲藕炖排骨汤,这道菜现今是家家户户所喜爱的一道菜肴,莲藕呢不仅好吃而且营养价值极高,对人体健康十分有益。

不过大家有没有发现,每次掰开莲藕的时候,里面的丝总是越拉越长,怎么也弄不掉。

接下来呢就由小编为大家揭秘藕断丝连科学解释,感兴趣的不妨一起往下看!藕断丝连科学解释莲藕原产于印度,后来慢慢引入中国,历史十分悠久。

莲藕不仅微甜而且十分脆,既可以做菜,其药用价值也极高,莲藕还可以制成藕粉,对妇女和儿童以及体所多病者十分滋补身体,有开胃止泻、消食滋补之功效。

莲藕长年生长在泥泞的土壤环境中,藕呢是莲巨大的地下茎,在我国湖北各地区都盛产莲藕,也是每家每户餐桌上必备的一道菜,吃过的人都拍手叫好。

每当用莲藕做菜时,就可以观察到掰断莲藕后,会有很多白色的细细长长的藕丝连着,越拉越长,怎么都不容易弄干净。

首先我们要先从藕自身的生长结构说起,大自然的每种植物都需要营养供给才能不断茁壮成长,那么呢就体内就会有运输水和养料的组织,这些组织在植物体内作用十分大,也被叫做导管和管胞。

每种植物的导管内壁都会增厚,有些形成梯形,有些形成网形,那么藕的导管内壁同样也会增厚,不过形成了螺旋状,被称之为螺旋形导管。

当我们掰断莲藕的时候,藕的导管内壁的螺旋部会突然隔断,然后成为成为螺旋状的细丝。

这些细丝呢就像弹簧一样,在能够承受的限度内不会被拉断,一般细丝的直径为为3~5微米,一般可以拉长至10厘米左右。

其实藕内不仅仅有藕丝,其实莲蓬以及荷梗中也有,只不过它们的丝比藕丝更加细而已,如果放在显微镜下面观察,你会发现这些细丝是由3~8根更细长的丝所组成的。

莲藕的生长环境?莲藕在很早就传入中国,莲藕的生长环境为15℃以上温度、有风、有水分以及光照充足等等条件,莲藕的生长有三个特点:萌芽生长期、旺盛生长期以及结藕期。

藕断丝连现今意思?藕断丝连呢也是一汉语成语,其出自于唐代诗人孟郊的《去妇》诗,意思指的是虽然看上去表面中断了关系,但是实际上还是有些许联系,多用来指男女之情纠缠不断。

怎么能够让莲藕不变黑?有时买回来的莲藕一时之间吃不完,放在就会慢慢变黑。

因为莲藕中的酚氧化酶有很强的催化作用,所以将莲藕浸泡在水里面能够延缓变黑。

结语:看完上述小编为大家揭秘的藕断丝连科学解释,相信大家都有所了解了吧!藕断丝连不仅仅是一种植物现象,现今也是一成语,看完藕断丝连科学解释,大家都已经解开心中疑惑了吧!学会做生活中的有心人,有问题就去找答案,你会发现更多有趣的!

人类一直无法解释的四大谜团,谜团背后不知道的事?

人类的文明一直在不断的延续,不断的发展,才能让我们一直位于世界的顶峰,不会被其它的文明世界所取缔,就是靠着我们的科学文明技术,为我们创造出了很多有利于我们在这个星球生存的东西,让我们文明从未断过。

尽管有很多技术的支持使得我们解决了很多不同层次的问题,但仍旧有很多谜团在一直阻挠着我们探索的脚步,似乎这些谜团背后有股神秘的力量在阻碍我们,今天小编就带大家来看看有哪些文明至今都是人类到现在都还没有办法解释的。

一丶管眼鱼之谜海洋深处一直是人类还未探寻到的地方,在海洋深处还有很多秘密正等待着人们一个一个解开,可现在人类的设备还不能往海洋的深处探究,在海洋深处存在太多其它的因素了。

曾经就有过科学家们在仪器上捕捉到一种长相奇特的鱼,这个鱼的管状的眼睛可以发现深海中的光,但是这眼睛只能往前看,但是它的大脑却是透明的。

就在前些年的时候,科学家们有幸对这种鱼进行了更深一步的考察,发现这种鱼的头部之所以是透明的,是因为它这样就能够透过透明的脑袋,进行全视野的观察,这样就能在深海中有光线的地方捕捉到食物,但是当科学家们想进一步对这种鱼进行研究的时候,却不能把这鱼打捞上来,带回实验室中,因为深海鱼一旦捞出海面,必定是一具死尸,这种鱼到底还有什么秘密是人类所不知道的?二丶西班牙黄金船队之谜在十八世纪的时候,有一个船队是在西班牙历史上极为著名的船队,那时候人们都把这个船队称为黄金船队,因为这个船队中有大量的宝藏,但是在一次航海的过程中,被一艘英国的军舰所击沉,然后这艘船带着大量的宝藏沉入了深深的海底,英国曾多次派人下海捞那些宝藏,但是每次的收获少之又少,还有很多寻宝者也来这个海域进行寻宝,到底黄金船队中有多少宝藏,现在应该没人知道了吧。

三丶鬼手刀之谜这把刀是当时意大利的一名铁匠所建造的,当时他欠了很多的债,他没有办法就只能自己造了一把刀还给债主。

这把刀是用他妻子的右手做成刀柄,他儿子的胸腔中的肋骨做成刀刃,把自己的小腿做成了刀柄给债主。

几天之后债主像受到诅咒一般把自己的家人全烧死了,而且每转手到另一家人的手中,也会出现这样的情况。

四丶神秘铭文之谜在新墨西哥的一个偏远地方,有一个巨石上刻满了很多神秘的文字,这些文字似乎是很久时候的人们所创造的,现在已经没有人用这种文字的。

这个神秘的文字是一位考古学家所发现。

根据一番调查研究之后,专家们给出了一致的意见,认为这是古希伯来语版的十诫,让他们感到疑惑的是,那时候是谁在这里刻下了这些神秘的铭文。

现代的技术依旧很难把一些古时候人们的建筑物或是其它创造发明所研究透彻,可以说那时候的古人智慧和创造力真的是我们现代人所不能比拟的,不过随着技术的发展。

这些谜团很快就能被破解。

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