जब पृथ्वी वासशील बन गई: ऑक्सीजन क्रांति

पर माहौल प्रारंभिक पृथ्वी आज जो हमारे पास है उससे बहुत अलग था। यह माना जाता है कि पृथ्वी का पहला वायुमंडल किससे बना था हाइड्रोजन तथा हीलियम, जैसे गैसीय ग्रह और सूर्य। लाखों वर्षों के ज्वालामुखी विस्फोट और अन्य आंतरिक पृथ्वी प्रक्रियाओं के बाद, दूसरा वातावरण उभरा। यह वातावरण कार्बन डाइऑक्साइड, सल्फर डाइऑक्साइड जैसी ग्रीनहाउस गैसों से भरा हुआ था, और इसमें अन्य प्रकार के वाष्प और गैस भी शामिल हैं जैसे कि जल वाष्प और, कुछ हद तक, अमोनिया और मीथेन।

गैसों का यह संयोजन जीवन के अधिकांश रूपों के लिए बहुत ही अमानवीय था। जबकि कई सिद्धांत हैं, जैसे कि प्राइमर्डियल सूप थ्योरी, हाइड्रोथर्मल वेंट थ्योरी, और यह पनस्पर्मिया सिद्धांत पृथ्वी पर जीवन की शुरुआत कैसे हुई, यह निश्चित है कि पृथ्वी पर रहने वाले पहले जीवों को ऑक्सीजन की आवश्यकता नहीं थी, क्योंकि वायुमंडल में मुफ्त ऑक्सीजन नहीं था। अधिकांश वैज्ञानिक इस बात से सहमत हैं कि यदि उस समय वायुमंडल में ऑक्सीजन होती तो जीवन के निर्माण खंड नहीं बन पाते।

हालांकि, कार्बन डाइऑक्साइड से भरे वातावरण में पौधे और अन्य स्वपोषी जीव पनपेंगे। कार्बन डाइऑक्साइड मुख्य अभिकारकों में से एक है जो इसके लिए आवश्यक है

भले ही ऑक्सीजन गैस का उपयोग जीवित चीजों द्वारा सीधे नहीं किया जा सकता है, लेकिन उस दौरान रहने वाले इन जीवों के लिए ऑक्सीजन सभी खराब नहीं थी। ऑक्सीजन गैस वायुमंडल के शीर्ष पर तैरने लगी जहां यह सूर्य की पराबैंगनी किरणों के संपर्क में थी। उन यूवी किरणों ने डायटोमिक ऑक्सीजन के अणुओं को विभाजित किया और ओजोन बनाने में मदद की, जो तीन ऑक्सीजन परमाणुओं से मिलकर बना है जो एक दूसरे से सहानुभूतिपूर्वक बंधे हैं। ओजोन परत पृथ्वी तक पहुँचने से कुछ यूवी किरणों को अवरुद्ध करने में मदद की। इसने उन हानिकारक किरणों के लिए अतिसंवेदनशील होने के बिना भूमि पर उपनिवेश करने के लिए जीवन को सुरक्षित बना दिया। ओजोन परत के बनने से पहले, जीवन को महासागरों में रहना पड़ता था जहां यह कठोर गर्मी और विकिरण से सुरक्षित था।

ओजोन की एक सुरक्षात्मक परत के साथ उन्हें कवर करने और सांस लेने के लिए बहुत सारे ऑक्सीजन गैस, हेटेरोट्रोफ़ विकसित करने में सक्षम थे। दिखाई देने वाले पहले उपभोक्ता सरल शाकाहारी थे जो उन पौधों को खा सकते थे जो ऑक्सीजन युक्त वातावरण से बच गए थे। चूंकि भूमि के उपनिवेशण के इन शुरुआती चरणों में ऑक्सीजन बहुत अधिक मात्रा में थी, इसलिए आज हम जानते हैं कि प्रजातियों के कई पूर्वजों का आकार बहुत अधिक हो गया है। इस बात के प्रमाण हैं कि कुछ प्रकार के कीड़े बड़े पक्षियों के कुछ प्रकार के आकार के रूप में विकसित हुए।

अधिक हेटरोट्रॉफ़ तब विकसित हो सकते थे क्योंकि भोजन के स्रोत अधिक थे। ये हेटरोट्रॉफ़ कार्बन डाइऑक्साइड को उनके सेलुलर श्वसन के अपशिष्ट उत्पाद के रूप में जारी करने के लिए हुआ। ऑटोट्रॉफ़्स और हेटरोट्रोफ़्स के देने और लेने से वातावरण में ऑक्सीजन और कार्बन डाइऑक्साइड के स्तर को स्थिर रखने में सक्षम थे। यह देना और लेना आज भी जारी है।