没有氧气，就不会有肉食动物。没有肉食动物，就不会有寒武纪大爆发，那是5.4亿年前开始的物种和身体形态多样性的惊人进化爆发。
这是一项新研究的发现，该研究将关于肉食行为为何与寒武纪大爆发同时出现的相互竞争的模型拼接在一起。此前，一个科学家阵营提出，氧气水平的上升为动物进化出复杂的身体形态提供了额外的能量。另一个学派认为，动物之间的竞争推动了新物种的突然出现，例如在加拿大伯吉斯页岩中发现的奇特而狂野的生命形态，伯吉斯页岩是一个惊人的化石来源。
“一直存在这种紧张关系，”主要作者、哈佛大学博士后埃里克·斯珀林说。“双方都在研究自己的数据，这在科学中很常见。”
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但斯珀林认为，这两个因素共同作用，推动了寒武纪大爆发，这是生命之树主要分支首次出现的2000万年时期。这项研究结果于7月30日发表在《美国国家科学院院刊》上。
斯珀林和他的同事研究了模拟寒武纪大爆发之前地球海洋环境的现代环境。这些是低氧区域，其中氧气水平为典型水平的1％至10％，与前寒武纪相同。（岩石中的地球化学示踪剂记录了寒武纪大爆发期间海洋中氧气的急剧上升。科学家们尚不确定其原因。）
斯珀林说，在当今的低氧区域，根据可用氧气的量，几乎没有或没有肉食动物。“这表明在前寒武纪的低氧海洋中，肉食动物非常少，”他说。
研究报告的共同作者丽莎·莱文说，最低氧区域中的生命形式是微小的和微生物的，或者是与从前寒武纪回收的稀有化石相似的非常小的动物。“生活在那里的动物吃从地表掉落的碎屑物质，或者吃在地表形成的细菌。生物多样性非常低，”莱文说，她是加州拉霍亚斯克里普斯海洋研究所的生物海洋学家。
但是，小型肉食动物会在氧气水平开始上升的过渡区域活动。研究人员说，寒武纪期间类似的氧气增加推动了追逐猎物的代谢成本。最早的动物在大约在寒武纪之前2亿年出现在化石记录中，但化石和分子证据表明，肉食行为直到寒武纪才出现。
在寒武纪大爆发期间，动物不仅开始吃肉，例如漂浮的浮游生物，而且还长出了用来抓取和咀嚼更大猎物的下巴。随之而来的军备竞赛导致了用于保护的坚硬的身体部位和外壳，例如三叶虫外壳的精细尖刺和尖塔。
斯珀林希望，利用现在来了解过去将为思考寒武纪大爆发开辟新的途径。“研究现代低氧区域为我们提供了一种预测氧气是否是此事件的驱动因素的方法，”他告诉“生命科学”。“如果发生一定量的氧气增加，那么这可能是我们所看到的。”
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