控制生命演化的神秘力量：从未远离我们

大山控制着生命的演化。

从太空俯瞰喜马拉雅山脉。远古地球出现过的超级山脉比这长3倍以上。Don Pettit / NASA

生命可不是只需要水和少量的元素就可以发展起来的。在一个几乎只有水的世界里，生命出现的几率并不高，即便有也只能在非常低的层次上徘徊。

地球之所以能够演化出一个极具多样性的生物圈，尤其是演化出多细胞的高等生物，与地球有一个复杂的生化环境有关。但大量生命所需的化学元素隐藏在地壳中，无缘被生物演化所用，除非暴露在外，比如在板块运动中被挤出地面，形成巨大的山脉。

地球演化史上曾经出现过高度比肩喜马拉雅，长度超过8000千米的超级山脉。最近的研究结果表明，这些横亘整个超级古大陆的超级山脉在推动地球生命的演化方面确实有着举足轻重的影响力。
研究人员追踪了一种罕见的低含镥量锆石在地壳中的分布。这种锆石只能在巨大的压力下才能形成，比如在大山的底部。结果发现，地球演化史上有两个时期曾经出现过超级山脉，它们分别是距今20亿至18亿年前，和距今6.5亿至5亿年前。

这两个时期与地球上存在超级大陆的时期吻合；不仅如此，研究人员还发现它们与地球生命演化史上的两个重要时期有关。

第一个是真核生物出现时期，也就是细胞核的出现时期。细胞核的出现为多细胞植物和动物的出现奠定了基础。第二个时期是5.75亿年前大型动物的出现，以及此后4500万年时发生的寒武纪生物大爆发。

山脉与生物演化的内在关系主要由侵蚀作用实现。被侵蚀的山脉可以为海洋提供丰富的磷和铁等生命需要的元素，推动生化循环，促进生命向越来越复杂的方向演化。
超级山脉可能还提升了地球大气层中的氧气含量，使复杂生物的呼吸成为可能。早期地球大气层的含氧量是很低的，经过了多个环节之后才逐步提升。这些环节中有两个与超级山脉有关。

研究人员称，在第二个超级山脉时期，地球经历了其演化史上规模最大的一次大气含氧量提升事件。这一事件连同同时发生的海洋有机质大幅增加，构成了动物出现的先决条件。

与之形成鲜明对照的是，距今18亿年至8亿年前被称为“无聊的十亿年”，因为这一时期地球生命的演化没有什么进展，而原因可能就与那一时期地球上没有超级山脉有关，这导致当时地球海洋中的有机质补充量大减。

参考
The temporal distribution of Earth’s supermountains and their potential link to the rise of atmospheric oxygen and biological evolution
http://dx.doi.org/10.1016/j.epsl.2022.117391