日本語AIでPubMedを検索
動物の初期放射における大気・海洋酸素と生産性のダイナミクス
Atmosphere-ocean oxygen and productivity dynamics during early animal radiations.
PMID: 31501322 PMCID: PMC6765300. DOI: 10.1073/pnas.1901178116.
抄録
5 億 4,000 万年前から 5 億 2,000 万年前までの間に運動性のある大型動物が増殖したことは、地球上の酸素濃度の上昇と低下の両方に関連している。この難問を探るために、我々は中国、シベリア、モロッコから採取した187の海洋炭酸塩サンプルのウラン同位体組成に基づいて、約100万年以下の分解能で海底酸素化の地球規模の範囲を再構築し、同じ堆積物群の炭素、硫黄、ストロンチウム同位体に拘束された質量収支モデルを用いて大気と表層海洋の酸素濃度をシミュレートした。その結果、大気中のpO濃度低下の長期的な間隔の後、海底の無酸素状態が2回の大規模な膨張を伴う大気-海洋酸素化の動的な実行可能性と高度に変化した状態を示唆している。動物は事前に多様化し始めていたが、このような海底酸素濃度の劇的な変動の間に新たに出現した動物は比較的少なかった。酸素濃度が再び上昇したときには、予想されていた光合成の生産率の高さに連動して発生した。
The proliferation of large, motile animals 540 to 520 Ma has been linked to both rising and declining O levels on Earth. To explore this conundrum, we reconstruct the global extent of seafloor oxygenation at approximately submillion-year resolution based on uranium isotope compositions of 187 marine carbonates samples from China, Siberia, and Morocco, and simulate O levels in the atmosphere and surface oceans using a mass balance model constrained by carbon, sulfur, and strontium isotopes in the same sedimentary successions. Our results point to a dynamically viable and highly variable state of atmosphere-ocean oxygenation with 2 massive expansions of seafloor anoxia in the aftermath of a prolonged interval of declining atmospheric pO levels. Although animals began diversifying beforehand, there were relatively few new appearances during these dramatic fluctuations in seafloor oxygenation. When O levels again rose, it occurred in concert with predicted high rates of photosynthetic production, both of which may have fueled more energy to predators and their armored prey in the evolving marine ecosystem.
Copyright © 2019 the Author(s). Published by PNAS.