1. 首頁 > 生活百科 > >

地球上最大的一次大滅絕后，幸存者如何跨越全球

地球


地球上最大的一次大滅絕后，幸存者如何跨越全球


生態系統同質化機制 。來源：《科學進展》（2025） 。DOI： 10.1126/sciadv.adr4199
據斯坦福大學：科學家們不會無緣無故地稱之為“偉大的死亡” 。大約2.52億年前，在二疊紀末的大滅絕中，超過80%的海洋物種消失了，這是地球歷史上同類物種中最極端的事件 。
接下來是一個神秘的數百萬年跨度 ， 可以稱之為“大滅絕”，當時從赤道到兩極，地球上的海洋動物群落看起來非常相似 。長期以來，研究人員一直在尋求對這種所謂的分類同質化的解釋 ， 這一現象發生在過去5億年的其他大滅絕之后 。
現在，斯坦福大學的研究人員已經表明，深刻的環境變化可能為二疊紀末滅絕的幸存者提供了大幅擴大其范圍的手段 。研究人員專注于海洋動物化石記錄——這是滅絕后果的最完整證據——并創建了一個模型，預測了蛤蜊、牡蠣、蝸牛和蛞蝓等生物如何在突然變暖、含氧量較低的水域中繁衍生息 。
這項發表在《科學進展》上的研究結果不僅提供了對過去時代生命復蘇的洞察 ， 還提供了對人類活動造成的當前正在進行的大規模滅絕的洞察 。
“對我們古生物學領域的人來說，這個模型相當于氣候科學家獲得計算機化的氣候模型，根據一些簡單的數學表示對世界應該如何變化進行定量預測 ， ”斯坦福大學多爾可持續發展學院地球與行星科學Dorrell William Kirby教授、高級研究作者Jonathan Payne說 。
“我們現在能夠以一種新的方式研究大規模滅絕的重大生物地理變化，并更好地了解為什么一些動物群體幸存下來 ， 而另一些則滅絕了 。”
重建過去
除了化石記錄，科學家們還根據揭示過去溫度和環境條件的自然化學標記來了解古代海洋 。二疊紀末期，地球因現代西伯利亞的災難性火山活動而搖搖欲墜，這帶來了劇烈的全球變暖、氧氣消耗和海洋酸化，導致2.52億年前大多數海洋生物死亡 。
但僅憑滅絕并不能解釋其幸存物種的奇怪存在——以前僅限于某些特定位置——在隨后的數百萬年里，即最早的三疊紀地質時期 ， 它出現在全球的每一個海洋中 。為了在行星尺度上傳達分類學同質化的超現實概念，主要研究作者、地球和行星科學博士生Jood Al Aswad提供了一個與陸地動物的現代類比：
她說：“如果今天有人問你哪里能找到袋鼠，你會說澳大利亞 ?！??！暗F在想象一下 ， 發生了一些重大災難，比如一座巨大的火山爆發，之后你會在全球各地發現大量袋鼠——它們一直在南極洲，在埃及的金字塔旁跳躍，甚至在加利福尼亞州的斯坦福 ?！?br>佩恩說，二疊紀末滅絕前后的化石“從豐富多樣的群落到幾乎無聊相似的群落，無論你往哪里看” 。根據這項研究，滅絕事件發生后，世界不同地區的物種多樣性減少了一半以上 。
到處開花
近200年來，研究人員一直在爭論這些明顯的化石記錄差異的原因，近幾十年來，他們提出了多種機制，解釋為什么二疊紀末滅絕后不同地點的居民非常相似 。
一種假設是“生態釋放”，即某些捕食者和競爭對手生物的死亡使一組幸存的生物能夠大獲全勝 。另一個常見的理論是 ， 氣候變化的方式為幾乎所有地方的少數生物群體創造了有利的環境 。
該研究的作者利用地球化學數據對這些假設進行了檢驗，這些數據提供了有關古代海洋氧水平和溫度條件的信息，為海洋二疊紀末的環境變化建立了一個氣候模型 。
然后，他們應用了與大滅絕幸存者和受害者有關的蛤蜊和蝸牛等活體海洋無脊椎動物的生理實驗數據，用模擬物種填充氣候模型 。這些虛擬物種能夠根據其在溫度和氧氣可用性變化中生存的能力，對二疊紀末的環境變化做出反應 。
通過這種方式，該模型提供了一種“僅生理學”的評估，即如果氧氣和溫度是物種去向的主要驅動因素，那么物種的地理分布將如何變化 。
結果表明 ， 大滅絕后壟斷海洋化石記錄的耐寒軟體動物集團確實非常適合變化的世界條件 。因此，該模型甚至不必考慮生態系統層面的因素 ， 如捕食者和競爭對手的損失，這可能也起著次要作用 。
佩恩說：“我們的研究提供了一個簡單的環境解釋，而不是生態解釋，解釋了為什么二疊紀末滅絕的某些幸存者會繁榮起來，以及為什么在全球范圍內發生同質化 ?！?。
展望未來
除了揭示深刻的過去，新模型還可以幫助科學家和政策制定者預測和更好地理解目前正在發生的生物多樣性危機，這是數十億人改變地球的活動造成的即將發生的大規模滅絕 。
研究作者寫道：“目前的生物多樣性危機預計將預示著生態系統組成的變化，甚至超過了最早的三疊紀，這是迄今為止最大的同質化事件 ?！?。
Al-Aswad、Payne及其同事現在正在擴展他們的模型，以研究過去的其他大規模滅絕事件，例如著名的白堊紀末期滅絕非鳥類恐龍的事件 。
Al-Aswad說：“我們的模型為研究動物如何應對環境的極端變化提供了一種很好的方法 ?！?。“隨著人類活動引發的氣候變化，有人警告說，如果我們繼續下去，那么在未來，我們也會看到現代海洋中生物的分類同質化 ?！?br>該研究的其他斯坦福大學合著者是Pedro Monarrez（以前是斯坦福大學的博士后研究員，現在是弗吉尼亞理工大學的助理教授）和Mohamad Bazzi ， Payne實驗室的現任博士后學者 。普林斯頓大學的Justin Penn和Curtis Deutsch也是合著者 。