在各种专业文献中，大氧化事件灭绝了多少比例的生物？
在探讨大氧化事件对地球生命的影响时，我们常常会遇到一个关键问题：这次事件究竟导致了多大比例的生物灭绝？然而，要给出一个精确的百分比，即便是在专业的科学文献中，也并非易事，原因在于几个方面：
首先，化石记录的不完整性：我们了解古代生命很大程度上依赖于化石。然而，化石的形成本身就是一个极为苛刻的过程，需要特定的地质环境和保存条件。这意味着我们今天所能发现的化石，仅仅是过去生命遗存的极小一部分，并且可能存在采样偏差，即某些地区或某些类型的生物更容易被保存和发现。大氧化事件发生在约24.5亿至20.5亿年前的古元古代，这是地球生命演化的早期阶段，当时的生物多样性相对较低，但化石记录的稀疏程度远超我们想象。
其次，早期生命形式的复杂性问题：大氧化事件的主要受害者是厌氧生物，特别是那些对氧气高度敏感的微生物。在那个时代，地球上的生命主要以单细胞生物为主，包括细菌和古菌。许多厌氧微生物生活在无氧环境中，它们的代谢机制和细胞结构都无法应对氧气的出现和氧化反应。然而，这些微生物的物种数量和多样性在今天难以精确量化。我们很难确定当时存在多少个“物种”在生理上无法耐受氧气，它们的具体灭绝率更是难以估算。现代研究更多的是通过基因组学和生物地球化学证据来推断早期微生物的代谢能力和环境适应性，而不是通过直接的物种计数。
第三，“灭绝”定义的模糊性：对于微生物来说，“灭绝”的概念可能比宏观生物更为复杂。当一个物种无法适应新的环境时，它可能不会立即消失，而是可能缩小其生存范围，转变为更具抵抗力的亚种，或者在一些极端条件下（如深海、地下深处）继续生存。这种“苟延残喘”的状态，使得精确区分彻底灭绝和适应性演化变得困难。
尽管如此，科学界普遍认为大氧化事件是一次 大规模的生物灭绝事件，对早期地球生态系统产生了颠覆性的影响。一些科学家估算，这次事件可能导致了 全球范围内绝大多数（可能高达99%以上）的厌氧微生物的消亡或显著减少。这个数字听起来惊人，但需要理解其语境。首先，它指的是 在当时占主导地位的厌氧微生物群落。其次，这里的“消亡或显著减少”可能包含了多种形式的转变，例如：
直接毒害：氧气对许多厌氧生物来说是有毒的，它们缺乏清除活性氧（ROS）的机制，导致细胞损伤和死亡。
环境变化：随着氧气在大气和海洋中的积累，原本适合厌氧生物生存的环境（如富含还原性物质的海洋）变得不再适宜。
竞争压力：一些早期的好氧或兼性厌氧生物可能因为能够利用氧气进行更高效的能量代谢，从而在生态位上取代了原来的厌氧生物。
那么，有没有更具体的证据或估算？
一些研究试图通过模拟和古生物地球化学指标来推断。例如，通过分析古地层中的硫同位素、铁的氧化态变化等，可以间接反映当时海洋和大气中氧气的水平以及微生物群落的响应。这些研究通常会表明，随着氧气的升高，一些特定类型的微生物（如能够固氮但厌氧的蓝藻、某些硫酸盐还原菌等）的生物标记物或化石记录开始减少。
但一个普遍接受的、精确的“百分比”数字，例如“80%”或“95%”，在科学文献中是很难找到的，即使有，也往往伴随着大量的限定条件和不确定性说明。 更多时候，科学文献会使用描述性的语言来强调其规模和重要性，例如“一次灾难性的生物灭绝”、“彻底重塑了地球的生命格局”、“对全球微生物群落产生了毁灭性的影响”。
为什么科学界更倾向于描述性而非精确数字？
这反映了科学研究的严谨性。在面对如此古老且化石记录稀疏的事件时，过早地给出一个精确数字可能是一种不负责任的简化。更重要的是，科学研究的焦点在于理解事件的机制、影响的范围和性质，以及它如何为后续生命演化铺平道路（例如，氧气的出现为好氧生物的演化提供了契机）。
总而言之，虽然无法给出一个精确的数字来回答“大氧化事件灭绝了多少比例的生物”，但可以肯定的是，它是一次 极其重大的生物灭绝事件，对当时占主导地位的厌氧微生物群落造成了毁灭性的打击，可能消灭了绝大多数的这些生物，从而深刻地改变了地球的生命进程。科学界更关注的是其深远的影响和演化意义，而非试图量化一个难以精确测量的生物灭绝比例。
首先，化石记录的不完整性：我们了解古代生命很大程度上依赖于化石。然而，化石的形成本身就是一个极为苛刻的过程，需要特定的地质环境和保存条件。这意味着我们今天所能发现的化石，仅仅是过去生命遗存的极小一部分，并且可能存在采样偏差，即某些地区或某些类型的生物更容易被保存和发现。大氧化事件发生在约24.5亿至20.5亿年前的古元古代，这是地球生命演化的早期阶段，当时的生物多样性相对较低，但化石记录的稀疏程度远超我们想象。
其次，早期生命形式的复杂性问题：大氧化事件的主要受害者是厌氧生物，特别是那些对氧气高度敏感的微生物。在那个时代，地球上的生命主要以单细胞生物为主，包括细菌和古菌。许多厌氧微生物生活在无氧环境中，它们的代谢机制和细胞结构都无法应对氧气的出现和氧化反应。然而，这些微生物的物种数量和多样性在今天难以精确量化。我们很难确定当时存在多少个“物种”在生理上无法耐受氧气，它们的具体灭绝率更是难以估算。现代研究更多的是通过基因组学和生物地球化学证据来推断早期微生物的代谢能力和环境适应性，而不是通过直接的物种计数。
第三，“灭绝”定义的模糊性：对于微生物来说，“灭绝”的概念可能比宏观生物更为复杂。当一个物种无法适应新的环境时，它可能不会立即消失，而是可能缩小其生存范围，转变为更具抵抗力的亚种，或者在一些极端条件下（如深海、地下深处）继续生存。这种“苟延残喘”的状态，使得精确区分彻底灭绝和适应性演化变得困难。
尽管如此，科学界普遍认为大氧化事件是一次 大规模的生物灭绝事件，对早期地球生态系统产生了颠覆性的影响。一些科学家估算，这次事件可能导致了 全球范围内绝大多数（可能高达99%以上）的厌氧微生物的消亡或显著减少。这个数字听起来惊人，但需要理解其语境。首先，它指的是 在当时占主导地位的厌氧微生物群落。其次，这里的“消亡或显著减少”可能包含了多种形式的转变，例如：
直接毒害：氧气对许多厌氧生物来说是有毒的，它们缺乏清除活性氧（ROS）的机制，导致细胞损伤和死亡。
环境变化：随着氧气在大气和海洋中的积累，原本适合厌氧生物生存的环境（如富含还原性物质的海洋）变得不再适宜。
竞争压力：一些早期的好氧或兼性厌氧生物可能因为能够利用氧气进行更高效的能量代谢，从而在生态位上取代了原来的厌氧生物。
那么，有没有更具体的证据或估算？
一些研究试图通过模拟和古生物地球化学指标来推断。例如，通过分析古地层中的硫同位素、铁的氧化态变化等，可以间接反映当时海洋和大气中氧气的水平以及微生物群落的响应。这些研究通常会表明，随着氧气的升高，一些特定类型的微生物（如能够固氮但厌氧的蓝藻、某些硫酸盐还原菌等）的生物标记物或化石记录开始减少。
但一个普遍接受的、精确的“百分比”数字，例如“80%”或“95%”，在科学文献中是很难找到的，即使有，也往往伴随着大量的限定条件和不确定性说明。 更多时候，科学文献会使用描述性的语言来强调其规模和重要性，例如“一次灾难性的生物灭绝”、“彻底重塑了地球的生命格局”、“对全球微生物群落产生了毁灭性的影响”。
为什么科学界更倾向于描述性而非精确数字？
这反映了科学研究的严谨性。在面对如此古老且化石记录稀疏的事件时，过早地给出一个精确数字可能是一种不负责任的简化。更重要的是，科学研究的焦点在于理解事件的机制、影响的范围和性质，以及它如何为后续生命演化铺平道路（例如，氧气的出现为好氧生物的演化提供了契机）。
总而言之，虽然无法给出一个精确的数字来回答“大氧化事件灭绝了多少比例的生物”，但可以肯定的是，它是一次 极其重大的生物灭绝事件，对当时占主导地位的厌氧微生物群落造成了毁灭性的打击，可能消灭了绝大多数的这些生物，从而深刻地改变了地球的生命进程。科学界更关注的是其深远的影响和演化意义，而非试图量化一个难以精确测量的生物灭绝比例。
网友意见
厌氧菌的损失比例现在没有足够的化石证据，矿物质中的同位素比例可推导出大氧化事件在 20.5 亿年前发展到全球光合生产力崩溃的地步：光合生产力在短时间内下降了超过 80%[1]。参考文献 1 的作者在接受美国《新闻周刊》记者采访时称可能有 80% 到 99.5% 的生物死亡。这造成的生物量减少在那之后 10 亿年间都没有恢复。
这可能是因为蓝菌将能利用的资源都利用了，排放甲烷的厌氧菌因氧气和营养缺乏而减少或部分灭绝，大气中的甲烷等温室气体的含量降低与火山活动的相对沉寂共同引起失控的气候变冷、让全球表面被冰覆盖（休伦冰河时期），也可能还有别的原因。
在大氧化事件期间出现的、疑似真核生物的弗朗西斯维尔生物群系看起来在氧含量下降后全数灭绝[2]。可能还有更多的此类生物未被发现。
参考
- ^ A productivity collapse to end Earth’s Great Oxidation Malcolm S. W. Hodgskiss, Peter W. Crockford, Yongbo Peng, Boswell A. Wing, Tristan J. Horner Proceedings of the National Academy of Sciences Aug 2019, 116 (35) 17207-17212; DOI: 10.1073/pnas.1900325116
- ^ El Albani, A., Bengtson, S., Canfield, D. E., Riboulleau, A., Rollion Bard, C., Macchiarelli, R., Ngombi Pemba, L., Hammarlund, E., Meunier, A., Moubiya Mouele, I., Benzerara, K., Bernard, S., Boulvais, P., Chaussidon, M., Cesari, C., Fontaine, C., Chi-Fru, E., Garcia Ruiz, J. M., Gauthier-Lafaye, F., Mazurier, A., … Bekker, A. (2014). The 2.1 Ga old Francevillian biota: biogenicity, taphonomy and biodiversity. PloS one, 9(6), e99438. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0099438
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