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埃迪卡拉紀化石揭示了導致地球生命擴張的生物礦化起源
發布時間：2025-12-10 02:29:11 來源：骨軟筋酥網 作者：休閑
概述了埃迪卡拉紀已知軟體和骨骼化石的出現，以及Cloudina支持的卡拉礦化生物礦化的開始。致謝:uux.cn/鮑耶等人，紀化2023年。石揭示導生物
（神秘的致地張地球uux.cn）據美國物理學家組織網（漢娜·伯德）：地球上的生命始于單細胞微生物，而我們生活的球生起源多細胞世界的興起則是由于一個被稱為生物礦化的重要化學過程，在此過程中，命擴生命體產生硬化的埃迪礦化組織，如骨骼。卡拉礦化這種現象不僅導致了我們今天看到的紀化過多的身體計劃，而且對地球的石揭示導生物碳循環也產生了重大影響。
cloudinids (Cloudina)的致地張化石骨架，由大約1.5厘米長的球生起源碳酸鹽錐體組成的管狀結構，已在納米比亞的命擴Tsau Khaeb國家公園發現，可追溯到5.51-5.5億年前的埃迪埃迪卡拉紀(大約6.35-5.38億年前)。愛丁堡大學的弗雷德·鮑耶博士及其同事旨在利用這些化石來確定地球上生物礦化開始的位置、時間和原因，以及其影響的大小。
發表在《地球和行星科學快報》上的新研究將沉積物分析與Nama組Kliphoek成員石灰巖中碳和氧同位素(相同元素，不同原子質量)形式的地球化學數據相結合。研究小組認為，這種巖石曾經是在向開闊海洋環境過渡之前的低水位期沉積在淺海中的。
納馬巖群被認為是了解地球上生命輻射到寒武紀(約5.38億至4.85億年前)的最重要的巖石，俗稱“生物大爆炸”。
納米比亞曹哈布國家公園Kliphoek成員中保存的Cloudina化石。致謝:uux.cn/鮑耶等人，2023年。
在納米比亞的野外工作中，連續巖石單元之間的層面通過遺跡化石揭示了生命歷史的奇跡，這是古代活動的痕跡，但沒有明確地保存有機體的遺骸。鮑耶博士認為，這些結構是由軟體微生物創造的，在生物鈣化之前出現在研究地點(馬拉成員)的較低部分。在此之上，研究小組開始在Kliphoek成員中看到Cloudina的第一個跡象，獨特的圓錐化石，圓錐結構相互嵌套。
化石所在的碳酸鈣石灰巖的地球化學分析揭示了碳(較輕的12C與13C之比)和氧(16O與18O)的同位素特征，這些同位素特征包含在分子結構中，因此也包含了海洋環境以及整個地球的條件。
例如，全球氣溫變暖促使包括同位素較輕的16O在內的海水蒸發，使富含較重18O的海洋結合到碳酸鹽中，并在數據集中產生正18O信號。
與此同時，碳同位素受到光合作用、呼吸和上升流區的影響，使它們稍微更復雜，但通常通過光合作用生物更大的海洋生產力使用打火機12C，使海洋富含13C(正信號)。
納米比亞數據集具有7.24‰(千分之幾)至+2.91‰的碳酸鹽衍生12C/13C比率和16O/18O比率，從12.14‰至0.78‰，沿地層剖面向上增加，而含Cloudina的單元具有相對較低的平均12C/13C比率-1.19‰，16O/18O比率波動。鮑耶博士和他的同事們認為，較低的12C/13C比率和較高的16O/18O比率是半受限環境的特征，與海洋相連，但與開闊的海洋環境更加隔絕。
納米比亞Tsau Khaeb國家公園研究區域沉積環境示意圖，在此期間發生Cloudina生物礦化。a)海侵導致砂巖和粉砂巖沉積在淺水海岸表面；b)持續的海侵形成一個蒸發巖盆地，部分受限于公海；c)具有開闊海洋條件和大量碳酸鹽沉積物的峰值海平面；d)海平面下降，在此期間，充氧期發生Cloudina生物礦化。致謝:uux.cn/鮑耶等人，2023年。
因此，地球化學數據表明，Cloudina起源于低氧環境，具有明顯較高的充氧期，而不是持續充氧導致骨骼化的出現。然而，研究小組認為，海洋中特別高的碳酸鹽濃度是使Cloudina形成鈣化結構的周圍環境過飽和所必需的。
這是由于一段時間的海侵造成的，當時海岸線向陸地移動，因此研究地點經歷了馬拉段蒸發巖盆地中的淺潮間帶條件，然后海平面再次上升，在Kliphoek段的淺開闊海洋條件下沉積了砂巖和方解石沉積物。
在隨后的海平面下降期間，這些開放的海洋碳酸鹽沉積在氧化還原帶上，該層上下的水氧化作用存在顯著差異，從而允許發生云狀生物礦化。
與之前的研究一樣，這項研究支持這樣一種說法，即Cloudina和類似的微生物群是在相對缺氧的條件下，結合海平面的振蕩，在充氧期間短暫呼吸期的機會主義殖民者。因此，骨骼化的進化新穎性可能實際上是由海洋環境的不穩定性驅動的。
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