An early origin of oxygenic photosynthesis delays the Great Oxidation
Notice bibliographique
Résumé
The Great Oxidation Event (GOE) was the most significant chemical revolution in Earth's history, occurring 2.4 billion years ago. The metabolism that made this transition possible, oxygenic photosynthesis, may have evolved as early as the Eoarchean (3.5 Ga) and certainly by the end-Archean. A long period with low oxygen was facilitated by rapid atmospheric oxidation reactions prior to ozone layer formation, but the mechanisms controlling the length of the delay remain unknown. In this paper, we use EONS (Earth Oxygenation and Natural Systematics), a new biogeochemical model of the Earth system, to evaluate different scenarios for the evolution of two key metabolic pathways-oxygenic photosynthesis and nitrogen fixation, and inorganic phosphorus cycle boundary conditions to constrain determinants of oxygenation timing. We find, counter-intuitively, that an early origin of oxygenic photosynthesis leads to a longer delay before the GOE, and that the earliest-modelled origins delay the Great Oxidation the longest in absolute terms. The ultimate control over oxygenation delay is phosphorus availability; a strong productivity bottleneck emerges when oxygenic photosynthesis and nitrogen fixation evolve before the accumulation of significant surface phosphorus reservoirs. This bottleneck is perpetuated by strong ocean redox stratification and efficient phosphorus sequestration, which limit primary productivity and hence oxygen accumulation.This article is part of the discussion meeting issue 'Chance and purpose in the evolution of biospheres'.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».