大灭绝后陆生动物及其陆生系统新认识

在二叠纪末大灭绝幸存下来的水龙兽复原图

Jessica Whiteside在野外采集化石

2.52亿年前,一次灾难性的灭绝事件标志着古生代最后一个时期——二叠纪的结束,同时也标示了地球生命演化进入到了另一个阶段。在这次大灭绝中,超过90%的海洋生物物种消失,随后又出现大量新的海洋物种,有部分甚至一直存活至今 。同样的,陆地生物以及陆地生态系统在这次灭绝事件中也遭受了重大的损失和破坏,但至今科学家们对陆地生物的灭绝了解并不深入,包括其灭绝程度,灭绝后的恢复过程都知之甚少。

布朗大学(Brown University)和犹他州立大学(University of Utah)的研究人员对这次灭绝事件前后陆地脊椎动物化石标本进行了详尽的研究分析,以了解它们在这次事件中所受到的影响程度。相关的研究成果发表在《皇家学会学报B》《Proceedings of the Royal Society B》杂志上。

研究人员认为,从此次大灭绝事件幸存下来的陆地生物是非常少的,因此它们也会缺少竞争对手,这种情况会导致繁荣-萧条不断循环的不利于生物发展演化的生态模式。布朗大学地质学家Jessica Whiteside说道:“它们食物链在这时也出现了严重的问题,这意味着陆地生态系统在面对如此严重的环境变化时会受到更大的影响。”

去年,Whiteside和她的同事计算预测了在二叠纪末大灭绝以后,海洋生态食物网恢复,生态系统趋于稳定的过程需要花费1000万年的时间。Whiteside说道:“陆地生态系统和海洋生态系统是非常相似的模式,而且植物也有可能是类似的情况。”

此次,科学家根据陆地脊椎动物化石记录也得出这样一个结论:陆地生态系统要全面恢复的过程需要800万年的时间才能完成。大灭绝之后繁荣-萧条的循环过程就类似多次微型生物灭绝和恢复,这实际上是一种生态系统不稳定的表现。

研究人员测试分析了从二叠纪晚期到中三叠纪时期接近8600个化石样品,时代大约为距今2.6亿到2.42亿年前。化石来自于俄罗斯乌拉尔山脉(Ural Mountains)南部,以及南非的卡鲁盆地(Karoo Basin)。根据化石统计分析,在二叠纪末的这次大灭绝事件中,陆地脊椎动物属一级的灭绝率达到了78%。

能在此次地球大灾难中幸存下来的只是非常少的一部分物种,其中一种典型代表是水龙兽(Lystrosaurus),一种头大、颈短、身体桶状,外形类似今天的河马,大小相当一只德国牧羊犬的史前已灭绝的陆地脊椎动物。化石记录表明,这种生物在二叠纪时期数量非常的少,而却在大灭绝后陆生生态系统中占统治地位。水龙兽之所以能够幸存下来在科学界一直还是个谜,也许有运气的成分,也可能是因为它们对食物和生活环境的不挑剔。

Whiteside介绍说:“正是如此低的生物多样性导致了食物链的不稳定,环境的些许改变就会引起生态系统的进一步恶化,导致这种繁荣-萧条的恶性循环周而复始。”

Whiteside最后总结道:“只有在物种多样性恢复到一定程度,以及食物链达到较为稳定的平衡状态时,陆地生态系统才有可能完全恢复。”


化石网 库森





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