Ketika Bumi Menjadi Dihuni: Revolusi Oksigen

Suasana di Bumi awal sangat berbeda dari apa yang kita miliki saat ini. Diperkirakan bahwa atmosfer pertama Bumi terdiri dari hidrogen dan helium, sangat mirip planet gas dan Matahari. Setelah jutaan tahun letusan gunung berapi dan proses internal Bumi lainnya, atmosfer kedua muncul. Atmosfer ini penuh dengan gas rumah kaca seperti karbon dioksida, belerang dioksida, dan juga mengandung uap dan gas jenis lain seperti uap air dan, pada tingkat lebih rendah, amonia dan metana.

Kombinasi gas-gas ini sangat tidak ramah untuk sebagian besar bentuk kehidupan. Meskipun ada banyak teori, seperti Teori Sup Primordial, Teori Ventilasi Hydrothermal, dan Teori Panspermia tentang bagaimana kehidupan dimulai di Bumi, dapat dipastikan bahwa organisme pertama yang menghuni Bumi tidak membutuhkan oksigen, karena tidak ada oksigen gratis di atmosfer. Kebanyakan ilmuwan setuju bahwa balok pembangun kehidupan tidak akan dapat terbentuk jika ada oksigen di atmosfer pada waktu itu.

Namun, tanaman dan organisme autotrofik lainnya akan tumbuh subur di atmosfer yang dipenuhi karbon dioksida. Karbon dioksida adalah salah satu reaktan utama yang diperlukan untuk fotosintesis terjadi. Dengan karbon dioksida dan air, autotrof dapat menghasilkan karbohidrat untuk energi dan oksigen sebagai limbah. Setelah banyak tanaman berevolusi di Bumi, ada banyak oksigen yang mengambang bebas di atmosfer. Dihipotesiskan bahwa tidak ada makhluk hidup di Bumi pada waktu itu yang menggunakan oksigen. Bahkan, kelimpahan oksigen beracun bagi beberapa autotrof dan mereka punah.

Meskipun gas oksigen tidak dapat digunakan secara langsung oleh makhluk hidup, oksigen tidak semuanya buruk bagi organisme yang hidup pada masa itu. Gas oksigen melayang ke atas atmosfer tempat ia terkena sinar ultraviolet matahari. Sinar UV itu memecah molekul oksigen diatomik dan membantu menciptakan ozon, yang terdiri dari tiga atom oksigen yang secara kovalen berikatan satu sama lain. Itu lapisan ozon membantu memblokir beberapa sinar UV dari mencapai Bumi. Ini membuatnya lebih aman bagi kehidupan untuk menjajah di darat tanpa rentan terhadap sinar yang merusak itu. Sebelum lapisan ozon terbentuk, kehidupan harus tetap di lautan di mana ia terlindung dari panas dan radiasi yang keras.

Dengan lapisan pelindung ozon untuk menutupi mereka dan banyak gas oksigen untuk bernafas, heterotrof mampu berkembang. Konsumen pertama yang muncul adalah herbivora sederhana yang dapat memakan tanaman yang selamat dari atmosfer sarat oksigen. Karena oksigen sangat banyak pada tahap-tahap awal kolonisasi tanah ini, banyak nenek moyang spesies yang kita kenal sekarang tumbuh dengan ukuran yang sangat besar. Ada bukti bahwa beberapa jenis serangga tumbuh seukuran beberapa jenis burung yang lebih besar.

Lebih banyak heterotrof kemudian dapat berkembang karena ada lebih banyak sumber makanan. Heterotrof ini terjadi untuk melepaskan karbon dioksida sebagai produk limbah respirasi seluler mereka. Memberi dan menerima autotrof dan heterotrof mampu menjaga kadar oksigen dan karbon dioksida tetap stabil di atmosfer. Ini memberi dan menerima berlanjut hari ini.