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泥盆纪大灭绝:海洋动物窒息而死

时间:2015-06-28 编辑:佚名 来源:煎蛋网

当第一只动物爬出海面,在陆地上踽踽独行,谁又料知在此之前,海洋动物遭受了怎样一场浩劫。


邓氏鱼:这样看来,忽然觉得鲨鱼也不那么狰狞了

这是鱼们的时代。3.6亿年前,地球上没有大型陆地动物,最大的动物还泡在水里。其中之一便是邓氏鱼。

它们是当之无愧的海怪。邓氏鱼是鱼类中的扛把子,其体长可达10m,全身覆被厚厚的甲胄。它们是掠食者,锐利的头甲赘生从上下颌突出来,起到牙齿的作用。通常它们在发一通起床气之后,拿鲨鱼当早餐。

你或许会觉得这种马中赤兔鱼中鳌拜简直所向披靡,但它们任性的时日已然无多。海洋中物种开始灭绝,当这一切结束的时候,整个物种的79%~87%如同野马尘埃,不知焉往,其中也包括邓氏鱼。

这是地球历史中最糟糕的一次灭绝。显然,一定有什么可怕的事情发生了,但却寻不到迹象也没有征兆。反而事因看似无足轻重——却导致了一系列连锁反应,并最终酿成一场灾难。


邓氏鱼在捕杀一只裂口鲨

“鱼们的时代”确切来说被称为泥盆纪,距今4.19—3.59亿年,这是在恐龙称霸地球之前的很长一段时期。

它们美丽又不可思议,而今也没有谁长出那么个样子

彼时陆生动物形影相吊茕茕孑立, 而海洋中却生机勃勃热闹非凡。澳大利亚西部的一块古老礁石,Gogo化石遗址,记载了泥盆纪的峥嵘岁月。

“礁石上的盾皮鱼数量庞大,而且三维上保存完好,” Michael Coates说,他是伊利诺斯州芝加哥大学的进化生物学家,“它们美丽又不可思议,而今也没有谁长出那么个样子。”

逝者如斯,所有这一切在泥盆纪末期的大灭绝中消失殆尽。


在泥盆纪,鱼类普遍且多样化

这块由珊瑚筑成的礁石上,最著名的生物莫过于水底觅食的三叶虫和菊石,以及披坚负甲的盾皮鱼,比如邓氏鱼:它们都被狠狠地击垮了。但并不知其原因。

泥盆纪的海洋生物或许是因植物的劫掠而死亡的

对于6500万年前恐龙的灭绝,尚且冤有头债有主。据知,一颗巨型小行星闯入地球,散落的碎片落到地球上,遮蔽了天日,造成气候的恶化。而且我们在墨西哥西克苏鲁伯(Chicxulub)也发现了那次大冲撞留下的陨坑。

但我们没有发现后泥盆纪的陨石坑,所以不能再责怪外太空的小行星了。所以这次的大灭绝一定是祸起萧墙。

辛辛那提大学的Thomas Algeo提出一个新奇的观点,泥盆纪海洋生物或许是因植物的劫掠而死亡的。


生态系统的一点变化足以改天换地

在泥盆纪崛起了具有“维管束”的陆生植物,包括乔木、蕨类植物、显花植物。越来越多的早期的非维管束植物,比如苔藓和地衣,在泥盆纪开始的时候就已经进化了。

事情开始朝不利于海洋生物的方向发展

维管植物对陆地造成巨大影响,它们的根系深深地扎进地下,但它们也有被冲进河里带到海洋中的。

这时候,事情开始朝不利于海洋生物的方向发展。


泥盆纪陆生植物造成生态灾难

那些漂到海洋的维管植物其营养物质成了微型藻类的食物,Algeo说,藻类开始增殖。藻类的爆炸式增长造成大面积的海洋被污染成绿色。

所形成的“死亡区”延绵好几公里

随后,藻类被细菌分解,这个过程需要消耗氧气。“这个过程完全可以消耗掉水中的氧气。”Algeo说。

最终的结果是形成了“缺氧地带”,即海洋中水体所溶氧气无法满足动物呼吸的区域。
这种现象在当今海洋中也时有发生,比如农场的养分流入海洋。所形成的“死亡区”延绵好几公里。

在泥盆纪,死亡区继继绳绳好几千年,渐渐把动物们赶到限定的区域。如果Algeo说得没错,那么动物们便开始争斗,并最终走向灭亡:这一切都拜陆生植物所赐。


海洋的上层或许还保有氧气

Coates认为Algeo说中了某些方面,但他的说法并不全面,因为无法解释哪些物种生存了下来哪些物种遭到了淘汰。打个比方,鲨鱼没有死掉,明明它们比其他鱼类需要更多的氧气。

缺氧不能完全解释大灭绝

而且也不是整个海洋都缺氧。例如,空气中的氧气借助风的作用溶进水里,所以,海洋上层就仍然保有氧气。

缺氧的程度或许各地不一,西雅图华盛顿大学的Kelly Hillburn说,那是因为有些大陆比其他地方更富含养分。

“在澳大利亚西部,不存在任何造山运动,”Hillburn说,你还在坚持地表径流的说法,但说到欧洲大陆和北美你还固执己见的话可就此言差矣了。

看来缺氧无法完全解释大灭绝。并且动物们与之争斗的不止是海藻掐它们喉咙了。


陆地养分的给养,使海藻呈爆炸式增长

一方面,海洋似乎是有毒的。澳大利亚珀斯科廷大学的Kliti Grice和她的团队在2012年研究了一种蟹状生物的化石,发现了有毒硫化物的存在证据。

暴露在硫化氢中的生物大量死亡

这是其他微生物分解大量藻类的结果。这些物种不用氧气,因此它们不会导致缺氧。但它们会代谢产生硫化氢。

这种化学物质像臭鸡蛋的气味,而且剧毒。暴露在硫化氢中的生物大量死亡,甚至影响到陆地上的动物。

这还不止。那些讨厌的陆生植物也造成了冰川期。


随着气候变冷,冰川形成

陆生植物越繁茂,空气中二氧化碳浓度越低,众所周知,二氧化碳是一种温室气体,可以阻止热量的散逸,因此把二氧化碳从空气中拿掉,会降低这个星球的温度。

地球上的生命那还不得炸毛

随着温度的急剧下降,冰川形成。因为固结了陆地上的水,冰川降低了海平面,这对于海洋生物无异于雪上加霜。

所有这一切要是一拥而上,地球上的生命那还不得炸毛,Algeo说。

这些事情并不是同时发生——之后也没有直接造成大灭绝。事实上,它们在大约2500万年的时间里都浑浑噩噩,说不清道不楚。


陆生植物造成了巨大影响

一些物种立刻就嗝屁了。其他生物就以这些挂掉的生物为食,由此而引发了一系列 连锁反应,把它们推至灭绝的境地。这个过程漫长而缓慢,环环相扣。

在这一个动荡的年代,任何不良的事物都比在“正常”时期下具有颠覆性,Algeo说。“比如火山爆发,”他说,在这种压力状态下,外部干扰就会潜在地加速灭绝的速率。
这个说法可能有一点牵强。是不是真的是陆生植物,给如此多的动物带来如此多的噩梦?


一脸“怪我咯”的表情的史前树木

有趣的是,生物自身也有不少问题,西雅图华盛顿大学的Peter Ward说,“生物体其实是作茧自缚。”

后泥盆纪很好地印证了Ward的“美狄亚假说”,假说认为,生命最终走向自我毁灭。
陆生植物就是一个典型例子,Ward说。“这些树一开始就赢得了整场战争,”他说,“却导致了一个不可预估的结果。”植物们深深扎进土壤的根系引发了一系列连锁反应。“一眨眼它们就把整个生态圈搅得天翻地覆。”


生命造成地球全面结冰

Ward说类似的事件在地球的其他危难时刻也发生过。比如,7.15亿年前的震旦纪大冰期,地球变成了一个巨大的雪球,那时候生物对于攫取空气中二氧化碳也功不可没。
其他两次大灭绝看来也与冲入海洋的养分不无关系。Grice说,2500万年前的“大消亡”(Great Dying)和2010万年前的三叠纪末大灭绝,“不止是泥盆纪。”她说。

Ward的观点较为可怕,但生物自我毁灭的天性有积极的一面。如果你从长远来看,泥盆纪大灭绝倒是一件好事。


鱼石螈是第一类大型陆生动物

泥盆纪结束随后,新一批物种出现了,Coates说。“3.4亿年前,突然就出现了神仙鱼——它们的身体形态我们此前是没有发现过的。”他说。

第一类大型陆生动物也出现了。

毁灭的种子带来了全新的进化方式

它们由鱼类进化而来,其中一些的鳍慢慢演变成肢体,使它们能够在陆地上纵横驰骋。然而大灭绝的悲惨经历使它们其中一些物种再也不想回到水里,因而变成了旱鸭子。

它们最终分化出所有现代两栖类、爬行类、鸟类、哺乳类——其中包括人。

这一跳跃式进化,比如身体形态的主要变化,在地球气候暖洋洋的时候是根本连苗头也不会出现的。更进一步说,这些进化史中的重要进程明显存在剧变如大灭绝所遗留的特征。

“毁灭的种子带来了全新的进化方式”,Ward说。

Algeo对泥盆纪大灭绝有着不一样的观点,他说这是历史的警告,是一旦你过多地破坏了生态圈,事情会变得有多糟糕的例证。


人类让渡渡鸟遭到了灭绝,这只是个开始

在过去的几千年里,尤其是过去200年里,人类极大地扩张了他们在地球上的统治地位——就像3.75亿年前第一棵陆生植物那样。

这对于我们而言是一个生态圈将会怎样的信号

同时,人类活动要为物种灭绝的加速负责。最近一份研究评估,过去的一个世纪里,物种的灭绝的速率是自然条件下的100倍。

如果再这样继续下去,我们将导致地球历史中第六次大灭绝。这将是继6500万年前恐龙灭绝后的第一起大灭绝。

所有科学上已知的大规模灭绝,“泥盆纪末的大灭绝事件几乎在现代社会继续演绎,”Algeo说。“我觉得这对于我们而言是一个生态圈将会怎样的信号。”

因为我们如此优秀,我们就能凌驾于其他物种,而我们应当明白,人类稍纵的行为就能置它们于不复之地。大灭绝以前发生过,以后也会发生。

[放学回家 via BBC]

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