神秘力量致80%古生物突然消失,并决定了今天动物的模样


神秘力量致80%古生物突然消失,并决定了今天动物的模样


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科学家发现一次未知的生物大灭绝 。

震旦纪古生物化石 。 Scott Evans
在5.5亿年前的元古宙震旦纪鼎盛期 , 地球海洋生物开始繁盛 。 但是化石记录显示 , 这些生物中的80%在随后的年代中突然消失 。 消失的生物可能意味着当时发生了大规模的生物灭绝 。 如果是这样 , 那么那将是地球演化史上最早的一次生物大灭绝 。
【神秘力量致80%古生物突然消失,并决定了今天动物的模样】在地球的演化史上 , 生物至少经历过五次大灭绝 。 它们分别是4.4亿年前的“奥陶纪-志留纪大灭绝”和3.65亿年前的“泥盆纪大灭绝”——大量海洋生物在这两段时间内消失;2.5亿年前的“二叠纪-三叠纪大灭绝”和2.1亿年前的“三叠纪-侏罗纪大灭绝”——大量海洋脊椎动物和陆生动物在这两段时间内消失;以及6600万年前的“白垩纪大灭绝”——包括恐龙在内的大约75%动植物在此期间消失 。
除了这五次大灭绝之外 , 科学家一直在寻找地球演化史上是否还发生过更多的灭绝事件 。 虽然人们对5.5亿年前生物化石多样性的徒然下跌早有所知 , 但是并不清楚这种变化是否意味着一次突如其来的大灭绝 。
古生物学家对此的一种解释是 , 由于早期三叶虫的出现 , 震旦纪物种开始面临竞争 , 并最终导致它们大量死亡;另一种解释是 , 震旦纪物种其实一直存在 , 但是保留它们化石的条件却没有及时出现 。 换而言之 , 虽然科学家早就认识到当时生物种群发生了巨大变化 , 但是真正的原因是什么却并不清楚 。
为了解开这些谜 , 以弗吉尼亚理工学院地球科学系古生物学家Scott Evans为首的一个科研团队汇编了一个震旦纪化石数据库 , 按地理位置、体型和进食方式等要素 , 对各个条目进行了排序 。 他们对生活在5.5亿年前的70种动物进行了编目 , 发现其中只有14个在1000万年后仍然存在 。 而与此同时 , 他们还发现保存化石的必要条件在此期间并没有发生重大变化 , 也没有发现能够导致震旦纪动物因与早期寒武纪动物(如三叶虫)竞争而灭绝的进食模式差异 。
研究人员还发现 , 幸存下来的生物具有一个相同的特征:它们身体的表面积与体型的比例相对更高 。 而这是动物应对低氧环境的一种方式 。 参考5.5亿年前地球氧含量下降的化学研究结论 , 研究人员认为震旦纪生物的大量消失 , 实际上就是一起因海洋氧含量下跌而引发的大灭绝 。 也就是说 , 那些无法适应低氧环境的生物被选择性地消灭了 。
但是为什么那时候地球海洋氧含量会徒然下跌仍是个谜 。 可能的原因有火山爆发、板块运动和小行星撞击等 , 但最不骇人听闻 , 也最有可能的一个原因 , 是海洋营养物含量发生变化 。
无论原因是什么 , 这次大灭绝对后世地球生物 , 尤其是动物的演化产生了很大影响 。
震旦纪动物的形态非常古怪 , 与今天的动物形态差异很大 。 而此次大灭绝后 , 越来越多的动物形态开始向现代动物靠近 。 这或许意味着那次大灭绝是一次“试错” , 使动物找到了正确的演化方向 。
这一发现或许还意味着人类若持续污染海洋环境 , 可能会引发海洋中好氧藻类的爆发 , 并导致海洋氧含量下跌 , 使现代海洋生物面临同样的威胁 。

震旦纪古生物化石 。 Scott Evans

参考
Environmental drivers of the first major animal extinction across the Ediacaran White Sea-Nama transition

https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2207475119

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