地球上曾經(jīng)存在過多少生命？

2025-12-10 00:26:44 分類：娛樂 閱讀(6486)

地球上曾經(jīng)存在過多少生命？信用:uux.cn/CC0公共領(lǐng)域
（神秘的地球uux.cn）據(jù)對(duì)話（彼得·克羅克福德）：所有生物都是由活細(xì)胞組成的。雖然很難準(zhǔn)確確定第一批細(xì)胞何時(shí)出現(xiàn)，上曾少生但地質(zhì)學(xué)家最準(zhǔn)確的經(jīng)存估計(jì)是至少在38億年前。但是過多自從地球上出現(xiàn)第一個(gè)細(xì)胞以來，有多少生命居住在這個(gè)星球上呢？地球地球上會(huì)有多少生命存在？
在我們發(fā)表在《當(dāng)代生物學(xué)》上的新研究中，我和來自魏茨曼科學(xué)研究所和史密斯學(xué)院的上曾少生同事們瞄準(zhǔn)了這些大問題。
地球上的經(jīng)存碳
每年，大約有2000億噸碳通過所謂的過多初級(jí)生產(chǎn)被吸收。在初級(jí)生產(chǎn)過程中，地球無機(jī)碳——如大氣中的上曾少生二氧化碳和海洋中的碳酸氫鹽——被用作能源和構(gòu)建生命所需的有機(jī)分子。
今天，經(jīng)存這項(xiàng)工作最顯著的過多貢獻(xiàn)者是有氧光合作用，陽光和水是地球關(guān)鍵成分。然而，上曾少生破譯過去的經(jīng)存初級(jí)生產(chǎn)力一直是一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)。像我這樣的科學(xué)家依靠古代沉積巖中留下的線索來重建過去的環(huán)境，而不是時(shí)間機(jī)器。
在初級(jí)生產(chǎn)的情況下，古代鹽沉積物中硫酸鹽形式的氧的同位素組成允許進(jìn)行這樣的估計(jì)。
在我們的研究中，我們收集了所有以前通過上述方法得出的古代初級(jí)生產(chǎn)的估計(jì)值，以及許多其他的估計(jì)值。這一生產(chǎn)力普查的結(jié)果是，我們能夠估計(jì)自生命起源以來，1000萬億(或1000億)噸碳已經(jīng)通過初級(jí)生產(chǎn)。
像這樣的大數(shù)字很難描繪出來；100億噸碳大約是地球所含碳量的100倍，對(duì)于地球的初級(jí)生產(chǎn)者來說，這是一個(gè)令人印象深刻的壯舉。
初級(jí)生產(chǎn)
今天，初級(jí)生產(chǎn)主要通過陸地上的植物和海洋微生物如藻類和藍(lán)細(xì)菌來實(shí)現(xiàn)。在過去，這些主要貢獻(xiàn)者的比例差別很大；在地球最早的歷史中，初級(jí)生產(chǎn)主要是由一群完全不同的生物進(jìn)行的，它們不依賴有氧光合作用來維持生命。
不同技術(shù)的結(jié)合已經(jīng)能夠給出不同的初級(jí)生產(chǎn)者在地球過去最活躍的時(shí)候的感覺。這種技術(shù)的例子包括識(shí)別最古老的森林或使用被稱為生物標(biāo)記的分子化石。
在我們的研究中，我們利用這些信息來探索哪些生物對(duì)地球歷史上的初級(jí)生產(chǎn)貢獻(xiàn)最大。我們發(fā)現(xiàn)，盡管出現(xiàn)得較晚，但陸生植物可能貢獻(xiàn)最大。然而，藍(lán)藻貢獻(xiàn)最大也是很有道理的。
總壽命
通過確定曾經(jīng)發(fā)生過多少初級(jí)生產(chǎn)，并通過確定是什么生物造成的，我們也能夠估計(jì)地球上曾經(jīng)有過多少生命。
今天，人們可以根據(jù)消耗的食物量來估算出人類的數(shù)量。類似地，我們能夠校準(zhǔn)初級(jí)生產(chǎn)與現(xiàn)代環(huán)境中存在的細(xì)胞數(shù)量的比率。