Oksygenrevolusjonen

Franklin Kappa/Getty Images

Stemningen på tidlig jord var veldig annerledes enn det vi har i dag. Det antas at jordens første atmosfære ble bygd opp av hydrogen og helium , omtrent som de gassformede planetene og Solen. Etter millioner av år med vulkanutbrudd og andre interne jordprosesser, dukket den andre atmosfæren opp. Denne atmosfæren var full av drivhusgasser som karbondioksid, svoveldioksid, og inneholdt også andre typer damper og gasser som vanndamp og, i mindre grad, ammoniakk og metan.

Oksygenfri

Denne kombinasjonen av gasser var svært ugjestmilde for de fleste livsformer. Mens det er mange teorier, for eksempel Ursuppeteori , Hydrotermisk ventilasjonsteori , og Panspermi teori av hvordan livet begynte på jorden, er det sikkert at de første organismene som bodde på jorden ikke trengte oksygen, siden det ikke var fritt oksygen i atmosfæren. De fleste forskere er enige om at livets byggesteiner ikke ville vært i stand til å dannes hvis det hadde vært oksygen i atmosfæren på den tiden.

Karbondioksid

Imidlertid ville planter og andre autotrofe organismer trives i en atmosfære fylt med karbondioksid. Karbondioksid er en av de viktigste reaktantene som er nødvendige for fotosyntese å oppstå. Med karbondioksid og vann kan en autotrof produsere et karbohydrat for energi og oksygen som avfall. Etter at mange planter utviklet seg på jorden, var det en overflod av oksygen som fløt fritt i atmosfæren. Det antas at ingen levende ting på jorden på den tiden hadde bruk for oksygen. Faktisk var overflod av oksygen giftig for noen autotrofer, og de ble utryddet.

Ultrafiolett

Selv om oksygengass ikke kunne brukes direkte av levende ting, var ikke oksygen dårlig for disse organismene som levde på den tiden. Oksygengass fløt til toppen av atmosfæren hvor den ble utsatt for ultrafiolette stråler fra solen. Disse UV-strålene splittet de diatomiske oksygenmolekylene og bidro til å skape ozon, som består av tre oksygenatomer kovalent bundet til hverandre. De ozonlag bidro til å blokkere noen av UV-strålene fra å nå jorden. Dette gjorde det tryggere for liv å kolonisere på land uten å være mottakelig for de skadelige strålene. Før ozonlaget ble dannet, måtte livet oppholde seg i havene der det var beskyttet mot den harde varmen og strålingen.

Første forbrukere

Med et beskyttende lag av ozon for å dekke dem og rikelig med oksygengass å puste, var heterotrofer i stand til å utvikle seg. De første forbrukerne som dukket opp var enkle planteetere som kunne spise plantene som overlevde den oksygenfylte atmosfæren. Siden oksygen var så rikelig i disse tidlige stadiene av kolonisering av land, vokste mange av forfedrene til artene vi kjenner i dag til enorme størrelser. Det er bevis på at noen typer insekter vokste til å være på størrelse med noen av de større fugletypene.

Flere heterotrofer kunne da utvikle seg ettersom det var flere matkilder. Disse heterotrofene frigjorde tilfeldigvis karbondioksid som et avfallsprodukt fra deres cellulære respirasjon. Gi og ta av autotrofene og heterotrofene var i stand til å holde nivåene av oksygen og karbondioksid i atmosfæren stabile. Dette gi og ta fortsetter i dag.