احسان سنایی: طبق نگرش معمول موجود در خصوص تاریخ زمین، سطح اکسیژن اقیانوس‌ها در اواخر دوره‌ی Ediacaran (در حدود ۶۰۰میلیون سال پیش)؛ پس از طی چهار میلیارد سال، تقریباً به میزان کنونی‌اش ارتقا یافت. اما بیوشیمیدانان دانشگاه کالیفرنیا-ریورساید، مدارکی را یافته‌اند که طبق آن، اقیانوس‌های زمین در حدود ۴۹۹میلیون سال پیش و اندکی پس از ظهور اولیه‌ی حیوانات، باز به شرایط اولیه‌اش (یعنی سطح پایین اکسیژن محلول) برگشت و این وضعیت تا حدود ۲تا ۴میلیون سال ادامه یافت. به‌علاوه، این پژوهش‌گران عقیده دارند که چنین شرایط کم‌اکسیژنی، در قیاس با مقیاس طولانی‌تری از زمان، امری پیش پا افتاده محسوب می‌شوند.
پژوهش‌گران، مدعی‌اند که چنین افت و خیزی در تراز وفور اکسیژن اقیانوسی، محتمل‌ترین دلیلی‌ست که می‌تواند توجیه‌کننده‌ی یک انقلاب سریع فرگشتی، که به شکلی برجسته در فسیل‌های دوران کامبرین (در حدود ۵۴۰ تا ۴۸۸ میلیون سال پیش) نمود یافته؛ باشد. طبق گزارش مزبور که در شماره‌ی ششم ژانویه‌ی نشریه‌ی علمی «نیچر» انتشار یافته، گذار اقیانوس‌های زمین از حالتی پراکسیژن طی عهد کامبرین به حالتی که هم‌اکنون می‌بینیم (و تاکنون، وقوع‌اش به‌شکلی گسترده مورد قبول جامعه‌ی علمی قرار گرفته)؛ فقط یک تحول ساده به‌شمار نمی‌رفته. دکتر «تیموتی لایونز» (Timothy Lyons)؛ استاد بیوشیمی دانشگاه کالیفرنیا ریورساید که پژوهش مزبور در آزمایشگاه وی انجام پذیرفته، در این‌باره می‌گوید: «پژوهش ما نشان از این می‌دهد که در حدود ۴۹۹میلیون سال پیش، اقیانوس‌ها مابین حالات گوناگون اکسیداسیون در نوسان بوده‌اند و چنین نوساناتی، نقشی مهم و گاه اصلی را در شکل‌گیری فرگشت اولیه‌ی جانوران سیاره از مسیر انقراض برخی گونه‌ها و باز شدن راه در پیش روی ارگانیسم‌های جدیدتر از برای جانشینی؛ ایفا نموده‌اند».
اکسیژن از ستون‌های نگه‌دارنده‌ی بقای هر جاندار است؛ اما عامل چندان مهمی برای باکتری‌های پرشمار بی‌هوازی تلقی نمی‌شود.
درک این‌که چگونه محیط زیست زمین، طی اعصار متفاوت از تاریخ‌اش دچار دگرگونی شده، می‌تواند که سرنخ مهمی برای دانشمندان در فهم نحوه‌ی تکوین و توسعه‌ی حیات زمین طی مراحل نخستین و بحرانی فرگشت جانوران محسوب شود. «بنجامین گیل» (Benjamin Gill)؛ سرپرست نویسندگان این گزارش که به‌عنوان دانشجو در آزمایشگاه لایونز فعالیت می‌کند، می‌گوید: «دو مقوله‌ی حیات، و محیطی که حیات در آن دایر است، ارتباط نزدیکی با یکدیگر دارند». گیل می‌گوید هنگامی‌که تراز اکسیژن اقیانوس‌های زمین طی تاریخ، دچار افت و خیز می‌شد؛ برخی ارگانیسم‌ها، ناتوان از تحمل وضعیت جدید می‌شدند. ضمناً اکسیژن اقیانوسی، بر چرخه‌ی دیگر عناصر مهم حیاتی نظیر آهن، فسفر و نیتروژن نیز تأثیرگذار است. وی در ادامه می‌افزاید: «قطع این چرخه‌ها، محرک دیگری برای فرگشت است. از این‌رو، وقوع تغییر در وضعیت کم‌اکسیژن اقیانوس‌های کهن؛ چه مستقیم و چه غیرمستقیم، می‌تواند انقراض نسل‌های بزرگی را موجب شود».
پژوهش‌گران، حال، مشغول کار با هدف کشف تفسیری برای علت افت تراز اکسیژن اقیانوس‌ها در حدود ۴۹۹میلیون سال پیش هستند. گیل در این‌رابطه می‌گوید: «چیزی که تا به‌حال بدان پی برده‌ایم؛ مدارکی دال بر وقوع این رخداد است. ما معلول را داریم؛ اما علت را نه. افت اکسیژن، به‌مدت ۲ تا ۴ میلیون سال و احتمالاً تا زمان رشد رسوب‌گذاریِ مواد ارگانیک، که اساساً از طریق فتوسنتز (که فرآیندی اکسیژن‌زاست) ایجاد می‌شده‌اند، ادامه یافت و اینچنین، اکسیژن بیشتری در اقیانوس‌ها و جو زمین انباشته شد. وفور رسوب‌گذاریِ مواد ارگانیک که به‌نوعی، بازخورد منفی کمبود اکسیژن در اقیانوس‌ها بود؛ اقیانوس‌ها را باز به حالت پراکسیژن‌شان بازگرداند».
گیل تأکید می‌کند که درک رخدادهای گذشته‌ی زمین طی تاریخ طولانی این سیاره، به ما کمک می‌کند تا که بازنگری‌هایی را در نگرش‌مان نسبت به تغییراتی که هم‌اکنون در زمین در حال وقوع است، انجام دهیم. او می‌گوید:
«امروزه برخی قسمت‌های اقیانوس‌های جهان، در حال از دست دادن اکسیژن هستند – مثلاً خلیج «چساپیک» (Chesapeake) و ناحیه‌ای موسوم به «منطقه‌ی مرگ» در خلیج مکزیک. ما می‌دانیم که زمین در گذشته نیز همین داستان‌ها را از سر گذرانده است. فهم علل باستانی [این پدیده] و نتایج آن، می‌تواند شواهد حائز اهمیتی را در خصوص آینده‌ی پیش روی اقیانوس‌هایمان دربر داشته باشد».
در این پژوهش، لایونز، گیل و همکاران‌شان؛ اقدام به بررسی محتویات کربنی، گوگردی و مولیبدنی سنگ‌هایی که از مکان‌هایی ویژه در کشورهای آمریکا، سوئد و استرالیا جمع‌آوری کرده بودند؛ نمودند. این بررسی‌ها، رویهمرفته به تیم، امکان برآورد میزان اکسیژن موجود در اقیانوس‌های زمین؛ در زمان‌هایی که آهک و رس موجود در سنگ‌ها رسوب‌گذاری می‌کردند، را داد. آن‌ها با بررسی متوالی لایه‌های هر سنگ، قادر به گردآوری تاریخ بیوشیمیایی اقیانوس‌های زمین شدند.
توضیح تصویر: OXY-1 – بنجامین گیل؛ پژوهشگر / عکس از Steve Bates
منبع: University of California – Riverside
در همین زمینه:
زمین و رشد ناگهان پستانداران – آذرماه ۸۹
نفس‌های زمین، در فسیل‌ها – مهرماه ۸۹
خزندگان، پادشاه زمین باستان – دی‌ماه ۸۸
هنگامه‌ی آتش و یخ – آبان‌ماه ۸۸