Không có quang hợp, sẽ không có oxy trên Trái đất?
Nếu không có quang hợp và nếu sự hô hấp của các sinh vật tiếp tục theo nhịp độ hiện nay, thì khí quyển sẽ không còn oxy trong vòng 4.000 năm. Vì chỉ có quang hợp đảm bảo tái tạo được chất khí này. Cơ chế của quang hợp đã là một điều bí ẩn từ lâu. Chẳng hạn, oxy bắt nguồn từ khí cacbonic (CO2) hay từ nước (H2O)? Giả thuyết đầu tiên được các nhà khoa học ủng hộ trong hơn một thế kỷ, cho tới khi nhà khoa học Mỹ Cornelis van Niel bác bỏ nó vào những năm 1930. Khi ấy ông đang nghiên cứu loài vi khuẩn sử dụng hydro sulfua (H2S) để quang hợp thay cho nước. Các vi khuẩn này giải phóng lưu huỳnh chứ không phải oxy. Niel liền suy ra rằng oxy do các sinh vật “bình thường” quang hợp thải ra bắt nguồn tứ các phân tử nước, bị ánh sáng phân ly. Việc sử dụng các chất đồng vị phóng xạ đã cung cấp bằng chứng vào năm 1941.
Theo các di tích hóa thạch, sinh vật đầu tiên giải phóng oxy là khuẩn lam, cách đây khoảng 3,5 tỷ năm. Nhưng cũng có thể một số loài khuẩn thực hiện quang hợp mà không giải phóng oxy đã có từ trước. Vẫn phải mất nhiều thời gian (khoảng 1,5 tỷ năm sau khi các khuản lam đầu tiên xuất hiện) để oxy được thải ra: thoạt tiên là nó bị mắc vào sự oxy hóa của đá và sắt đại dương, sau đó mới bắt đầu thoát vào khí quyển. Chính sự tích tụ oxy cách đây 600 triệu năm đã giúp cho sự phát triển có tính chất bùng nổ của tất cả các dạng sống đa bào mà chúng ta biết hiện nay.
