Dugo se smatralo da je ogroman porast kisika potaknuo kambrijsku eksploziju prije nekih 540 miliona godina, udahnuvši život Zemljinoj biosferi da bi se stvorio bogat niz zapanjujuće složenih životinjskih vrsta.
Žustro se raspravlja o tome je li kisik zaista igrao tako kritičnu ulogu, s drugim faktorima koji potencijalno mogu izazvati najveći evolucijski nalet Zemlje – od gotovo kolapsa Zemljinog magnetskog polja do erozije gondwanskih 'superplanina', asteroidne prašine, pa čak i morskih crva.
Sada, nova istraživanja koja pretražuju svijet u potrazi za geološkim podacima sugeriraju da kisik nije preplavio atmosferu i oceane prije nešto više od pola milijarde godina, pa se mnogo toga polako otapa u plitkim bazenima i oceanskim policama.
To ne znači da kisik nije igrao nikakvu ulogu u pokretanju provale biodiverzifikacije koja je dovela do nastanka svih čudnih, otkačenih i divljih stvorenja koja danas vidimo.
"Kambrijskim životinjama vjerovatno nije bilo potrebno toliko kisika koliko su naučnici vjerovali", kaže Erik Sperling, geobiolog sa Univerziteta Stanford i stariji autor nove studije.
"Pronašli smo manja povećanja u oksigenaciji" – u sedimentnim stijenama formiranim na dnu drevnih oceana – "koja su na odgovarajućoj veličini da potaknu velike promjene u ekologiji."
Bez dovoljno kisika, jednostanični organizmi i druga mala stvorenja koja su živjela prije kambrijske eksplozije ne bi mogla puno narasti i proširiti svoje tjelesne planove, zaključili su naučnici.
Ali raštrkani i ponekad proturječni dokazi s različitih geoloških nalazišta diljem svijeta naveli su neke da se zapitaju koliko je kisika stvarno bilo potrebno i kada su nivoi kisika u mnogim staništima prešli kritični prag što je vjerovatno kočilo život.
Tim koji stoji iza ovog novog rada smatra da je pomirio neke od tih nepodudarnosti svojim statističkim analizama tragova metala sačuvanih u sedimentnim stijenama koje pomažu rekonstruirati dugoročne trendove u globalnim razinama kisika u oceanima i morskom životu tijekom posljednjih 700 miliona godina Zemljine historije.
Njihova analiza dva metala u tragovima, molibdena i urana, oba indikatora globalnog nivoa kisika u oceanu, zajedno s biogeohemijskim modelima protoka kisika između oceana i atmosfere, sugeriraju da nivoi kisika u dubokim oceanima nisu dosegle moderne razine sve do 140 miliona godina nakon kambrijske eksplozije, u devonskom razdoblju.
"Iz globalne perspektive, nismo vidjeli potpunu oksigenaciju oceana do približno moderne razine sve do prije otprilike 400 miliona godina, otprilike u vrijeme kada vidimo pojavu velikih šuma na kopnu", objašnjava Richard Stockey, paleobiolog iz sa Univerziteta Southampton, koji je vodio studiju.
Međutim, nivo kisika u plitkim vodama uzburkanim vjetrovima i valovima možda su se dovoljno povećale da podrže pojavu svih vrsta morskog života.
"To nije veliko povećanje kisika", primjećuje Sperling, "ali moglo bi biti dovoljno da se prijeđu kritični ekološki pragovi, na temelju onoga što vidimo u modernim područjima s prirodno niskim kisikom."
Nalazi tima proširuju se na rezultate studije iz 2017., koja je otkrila da su plitka mora prva postala oksigenirana, ali atmosferski kisik nije dosegao moderne nivoe sve do nekih 50-100 miliona godina nakon kambrijske eksplozije, tokom razdoblja ordovicija koje je uslijedilo.
Međutim, druga nedavna istraživanja otkrila su da su nivoi kisika počele rasti u ranom edijakarskom razdoblju prije nekih 640-600 miliona godina, u prvom od tri uzastopna pulsa kisika koji su se poklopili s važnim evolucijskim skokovima koji su prethodili kambrijskoj eksploziji.
U međuvremenu, drugi istraživači osporavaju da su nivo kisika tokom dubokog vremena bile izuzetno promjenjive pa je teško reći kakav su učinak imale na procvat bioraznolikosti.
Studija je objavljena u časopisu Nature Geoscience.
