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2.33亿年前发生的“卡尼期洪积事件”是生物大灭绝事件 之后恐龙称霸地球

晚二叠世到中三叠世多样性纬度梯度曲线的变化

晚二叠世到中三叠世多样性纬度梯度曲线的变化

(蜘蛛网eeook.com报道)据地大新闻网(记者 徐燕):近日,地球科学学院、生物地质与环境地质国家重点实验室宋海军教授团队在二叠纪-三叠纪之交生物古地理研究领域取得新进展,该研究表明:史上最大规模的灭绝事件不仅导致生物多样性骤降,还促使生物古地理格局发生巨变。相关成果以《二叠纪-三叠纪大灭绝导致扁平化的多样性纬度梯度》为题,发表于国际著名综合性学术期刊《美国国家科学院院报》,宋海军教授为第一作者和通讯作者。

当今生物多样性最普遍、最具全球性的特征之一就是存在多样性纬度梯度。多样性纬度梯度是指地球物种多样性具有从两极向赤道增加的特征,这一生物地理分布特征在陆地和海洋生物中广泛存在。当今地球显著的生物多样性纬度梯度是多种因素共同作用的结果,例如地理条件、气候环境、生态特征等。但是,地质历史时期生物多样性纬度格局变化规律及其原因并不清楚。

有观点认为生物多样性纬度梯度主要存在于地球处于较冷的气候背景下,例如晚古生代冰期、晚新生代(包括现代)。因为较冷的时期,地表气候沿纬度方向的变化更为明显,气候的纬度梯度显著,进而导致生物的地理分布也随之变化。

宋海军教授团队基于二叠纪-三叠纪海洋生物数据库5万多条化石数据,采用多种化石重采样分析方法,发现无论是在气候较冷的晚二叠世,还是气候较温暖的中-晚三叠世,海洋生物多样性纬度梯度都十分明显。这说明不仅在寒冷期地球上存在显著的多样性纬度梯度,在温暖期也同样可以存在。这些发现表明稳定的环境(而不是寒冷气候条件)可能是维持热带地区的生物多样性高峰的关键因素。

约2.5亿年前的二叠纪-三叠纪之交的生物大灭绝,导致生物古地理格局发生巨大变化,多样性纬度梯度逐渐减弱,热带地区显著的生物多样性高峰消失,生物多样性从两极向赤道没有显著区别。这种扁平的纬度多样性梯度持续了整个早三叠世(约5百万年),到中三叠世逐渐恢复到一个类似于现代的多样性纬度梯度。

研究发现大灭绝后显著的多样性纬度梯度消失。这种现象发生的原因之一热带地区生物灭绝率高,导致该地区多样性下降幅度大。另外一个原因是热带地区的新生的物种较少。选择性的灭绝和新生导致低纬度地区的生物多样性下降幅度明显高于高纬度地区,减弱了生物多样性在纬度方向的差异。而低纬度地区的生物向高纬度地区迁移,进一步减弱这种差异,最终导致生物多样性从两极向赤道差别不大。

早三叠世极端的环境条件也是导致多样性纬度梯度消失的重要原因。西伯利亚大规模的火山喷发,导致了全球温度快速升高,同时伴随着长期的异常环境事件,例如陆地风化作用加强、陆源物质大量输入海洋、海洋缺氧等。这些环境事件一方面导致纬度方向的温度梯度减弱,另一方面导致全球范围的环境异常,不仅造成生物多样性急剧下降,还影响了海洋生物古地理格局。

确定全球生物地理格局的驱动机制是预测未来生物多样性如何响应环境变化的关键一步。宋海军教授团队的研究结果表明,地质历史时期的极端环境事件在生物地理格局演变中的作用巨大。这对当今海洋生态保护具有指示意义:尽管在未来出现类似早三叠世的极端环境的可能性并不大,但我们已经知道,现代珊瑚礁正承受着巨大的压力,它们似乎是气候变暖的第一个主要受害者。珊瑚礁是海洋生物多样性的热点(最高点),是形成显著多样性纬度梯度的重要支撑。如果不加以保护,这将导致现代海洋多样性纬度梯度减弱,对海洋生态系统带来严重后果。

相关报道:科学家确定新生物大灭绝事件 “卡尼期洪积事件”之后恐龙称霸地球

(蜘蛛网eeook.com报道)据科技日报(刘霞):中国和英国科学家在今天出版的美国《科学进展》杂志上发表论文指出,他们对所有相关地质和古生物学证据进行核查后,确定2.33亿年前发生的“卡尼期洪积事件”是一次生物大灭绝事件,该事件除了导致一些物种灭绝外,也将恐龙送上地球之王的宝座。

最新研究由来自中国地质大学(武汉)生物地质与环境地质国家重点实验室的雅各布·达尔·科索、宋海军教授及布里斯托大学的迈克·本顿教授等17名科学家携手进行。

研究人员指出,造成这次大灭绝事件的主要原因,很可能是加拿大西部兰格利亚发生的大规模火山喷发。宋海军对科技日报记者解释说:“火山喷发在卡尼期达到顶峰,喷发排放出大量二氧化碳等温室气体,导致全球气温快速升高”。

此外,气候变暖促使降雨增加。早在上世纪80年代,地质学家迈克·西姆斯和阿拉斯泰尔·鲁弗尔就发现,地球的潮湿时期持续了大约一百万年。气候变化给海洋和陆地生物的多样性带来沉重打击,但灭绝事件发生后不久,新物种在地球上蜂拥而至,形成了更现代的生态系统。

气候变化促使植物大发展,现代针叶林也开始扩张。本顿对物理学家组织网表示:“新植物群落可能为大灭绝后幸存下来的草食性爬行动物提供了口粮。我们现在知道,恐龙起源于卡尼期洪积事件发生前约2000万年,但此前,它们数量稀少,在地球上的地位也并不显赫,该事件发生后突然出现的干旱条件为恐龙在地球上称霸提供了机会”。

宋海军表示,气候变化不仅让恐龙开始称霸地球,也促使许多现代动植物走上地球历史的舞台,包括第一批海龟、鳄鱼、蜥蜴和哺乳动物等的出现。而且,卡尼期洪积事件也影响了海洋生物,此次事件后,现代类型的珊瑚礁和浮游生物群开始出现。

科索强调:“在过去5亿年漫长的地球生命史上,古生物学家已确定了五次‘生物大灭绝’事件,每一次事件都对地球和生命的演变产生深远影响。现在,我们确定了一场新的大灭绝事件,很显然,此次事件在陆地和海洋生物重新洗牌方面发挥了重要作用,也标志着现代生态系统的开始。”




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