陆地生物有多难:大灭绝时长是海洋生物的10倍

科技工作者之家  |   2021-04-21 16:43

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二叠纪末大灭绝时期的水龙兽。

在2.52亿年前的二叠纪末期,地球上发生了最严重的物种灭绝事件。当时大规模的火山爆发引发了灾难性的气候变化,绝大多数物种都灭绝了。尘埃落定后,地球进入了恐龙时代早期。

当时,哪些动物灭绝了?哪些动物又得以幸存?为什么?这些都是科学家们一直在探索的问题。

当地时间4月19日,一项发表于《美国国家科学院院刊》的研究指出,相较于海洋生物,陆地生物经历了更长的灭绝期。

美国芝加哥菲尔德博物馆博士后研究员Pia Viglietti说:“人们认为,海洋生物灭绝事件的发生时间很短暂,陆地生物也应该遵循同样的模式。然而,我们发现与陆地上的大灭绝期相比,海洋生物的灭绝事件不过是一次漫长事件中的标点符号。”

“研究陆地物种灭绝事件的重点是,‘我们能够用海洋物种灭绝模式匹配陆地物种的灭绝模式吗?’答案是‘不一定’。”菲尔德博物馆脊椎动物古生物学馆长Ken Angielczyk补充,“我们首次真正地关注了脊椎动物,并强调了陆地大灭绝事件的独有特征。”

为什么科学家将海洋物种灭绝事件作为陆地灭绝事件的线索?部分原因在于,水下保留着更完整的生物化石记录。古生物学家已经证实,在10万年内,85%以上的海洋生物灭绝了。虽然这对人类来说是相当长的时间,但在地质时间尺度来看,它其实非常短暂。

为了了解陆地生物到底经历了怎样的苦难期,Viglietti等检查了588个四足动物化石。在二叠纪大灭绝时期,这些四足动物生活在现在的南非卡鲁盆地。

研究人员创建了一个数据库,并按年代对化石进行了分类。这种方法使研究人员能够对不同物种的出现和灭绝进行量化。

“为了从数百块化石中找出物种灭绝的模式,我们使用了统计学方法。”牛津大学古生物学教授Roger Benson说,“统计学工作需要编写计算机算法,以便从数据中提取最重要的灭绝信号。”

在这项研究中,研究人员对水龙兽进行了分析。水龙兽被古生物学家称作“灾难分类群”——当大多数其他生物还在苦苦挣扎时,水龙兽却“欣欣向荣”。

Viglietti说:“水龙兽就像二叠纪末大灭绝期的典型代表。在大灭绝之前,水龙兽的数量已经非常多了。这让我们开始思考,到底是水龙兽在其他动物灭绝后占领了贫瘠的土地,还是它们成功适应了环境变化,进而免于在大灭绝中蒙难?后者的可能性更大。”

目前,研究人员还不清楚造成海陆差异的原因,但他们推测,缘由之一可能是:海洋能够吸收化学变化,并具备一定程度的自我稳定性。

Viglietti说:“在当前的气候危机中,海洋默默吸收了大量二氧化碳。随后,海洋生态系统突然崩溃了,出现了海洋酸化或珊瑚白化。晚二叠纪海洋的情况可能与此类似。”

科学家对二叠纪末大灭绝事件的研究提供了恐龙崛起的线索——许多远古哺乳动物的近亲都灭绝了,留下了生态空缺,恐龙的祖先们填补了这些空白。

Viglietti说:“灭绝后的恢复期非常漫长。当我们失去多样性的时候,可能需要几十万年甚至几百万年,才有可能恢复。我们应该更加关注人类活动导致的生物多样性危机。”

科界原创 

编译:德克斯特 

审稿:西莫 

责编:陈之涵

期刊来源:《美国国家科学院院刊》

期刊编号:0027-8424  

原文链接:

https://phys.org/news/2021-04-earth-biggest-mass-extinction-ten.html

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