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生命简史:生物大灭绝再现!
作者:未知 发布日期:2020-02-24 点击:

  “物竞天择,适者生存。

  这是是达尔文进化论的核心思想。

  

  地球上的生物,用它们漫长的演化历史,在几十亿年中重复不断地验证着这个道理......

  新物种不断进化,老物种逐渐消失。

  地球上曾经存在过的物种,99%以上都已灭绝。

  那么地球历史上,究竟发生过多少次大规模的生物大灭绝呢?

  让我们一起来回顾一下!

  1

  奥陶纪-志留纪大灭绝

  第一次物种大灭绝为奥陶纪-志留纪大灭绝,约发生于4.45亿年前。

  

  奥陶纪海洋占优势的头足类动物群

  奥陶纪是历史上海侵最广泛的时期之一

  在板块内部的地台区,海水广布,表现为滨海浅海相碳酸盐岩的普遍发育,在板块边缘的活动地槽区,为较深水环境,形成厚度很大的浅海、深海碎屑沉积和火山喷发沉积。

  在奥陶纪广阔的海洋中,海生无脊椎动物空前繁荣,生活着大量的各门类无脊椎动物。除寒武纪开始繁盛的类群以外,其他一些类群还得到进一步的发展,其中包括笔石、珊瑚、腕足、海百合、苔藓虫和软体动物等。

  

  角石类动物

  然而随着奥陶纪的结束,已知的第一次大灭绝降临。依据灭种的生物分类的属的数量,这次生物大灭绝被评为五次大灭绝事件的第二位

  

  古生物学家认为这次物种灭绝是由全球气候变冷造成的。在大约4.4亿年前,撒哈拉所在的陆地曾经位于南极,当陆地汇集在极点附近时,容易造成厚厚的积冰——奥陶纪正是这种情形。

  大片的冰川使洋流和大气环流变冷,整个地球的温度下降, 冰川锁住了水,海平面也降低了,原先丰富的沿海生物圈因此被破坏。

  

  除此之外,奥陶纪末期还发生了多次大规模火山爆发,可能也导致了全球变冷,并杀死了大量生物,最终导致了85%的物种灭绝

  

  还有另一种更受垂青的说法是,距离地球6000光年的一颗衰老恒星发生爆炸,释放出伽马射线。伽马射线在穿越了宇宙后,击中了地球。

  

  伽马射线摧毁了30%的臭氧层,导致紫外线长驱直入,浮游生物因此大量死亡,食物链的基础被摧毁,产生饥荒。同时被伽马射线打乱的空气分子重新组合成带有毒性的气体,这些气体遮挡了阳光中的热量,使地球没有了任何生机。

  2

  泥盆纪晚期大灭绝

  第二次生物大灭绝又称泥盆纪大灭绝,约发生在3.72亿年前。

  

  泥盆纪晚期的森林复原图

  泥盆纪古地理面貌较早古生代有了巨大的改变。表现为陆地面积扩大,陆相地层的发育,生物界的面貌也发生了巨大的变革。

  泥盆纪是脊椎动物飞越发展的时期,鱼类相当繁盛,故泥盆纪被称为“鱼类的时代”。最重要的是从总鳍类演化而来的,两栖类、爬行类的祖先四足类(四足脊椎动物)出现。

  

  (苏格兰怀特德河河岸含有相关四足类动物化石)

  对古气候的研究显示泥盆纪时期是温暖的。化石记录说明当时远至北极地区都处于温带气候。

  而地球生物史上,五次主要的大规模物种灭绝事件之中的第四大物种灭绝事件,就发生于泥盆纪晚期。

  

  本次灭绝事件又可被细分为许多个别的小事件,而其中发生在3.74亿年前凯尔瓦塞事件是本次灭绝事件中最严重的,并标志着泥盆纪最后一个时期法门阶动物群阶的开始,亦即弗拉斯阶 - 法门阶的边界 。

  另外第二大的罕根堡事件则终结了泥盆纪时期。总体而言,约19%的科和50%的属在泥盆纪后期灭绝事件中消失

  

  (图为地质年代各期的海洋生物灭绝强度,泥盆纪后期灭绝事件(图中"Late D")有数次灭绝高峰期)

  泥盆纪晚期生物大灭绝的原因比较复杂, 科学家们至今尚未达成共识。关于本次灭绝事件的可能原因,主要理论包含由全球寒化、海底火山喷发所导致的海平面变化和海洋缺氧事件等。

  3

  二叠纪-三叠纪大灭绝

  第三次生物大灭绝为二叠纪-三叠纪大灭绝,约发生在2.52亿年前。

  

  二叠纪的地壳运动比较活跃,古板块间的相对运动加剧,世界范围内的许多地槽封闭并陆续地形成褶皱山系,古板块间逐渐拼接形成联合古大陆

  陆地面积的进一步扩大,海洋范围缩小,自然地理环境的变化,促进了生物界的重要演化,预示着生物发展史上一个新时期的到来

  

  (在二叠纪末灭绝事件后,滤食性固着动物(例如上图海百合)的数量大幅减少)

  在二叠纪末期,发生了有史以来最严重的大灭绝事件,估计地球上有96%的海洋生物和70%的陆地脊椎动物灭绝

  

  三叶虫化石

  三叶虫、海蝎以及重要珊瑚类群全部消失。陆栖的单弓类群动物和许多爬行类群也灭绝了。

  这次大灭绝使得占领海洋近3亿年的主要生物从此衰败并消失,让位于新生物种类,生态系统也获得了一次最彻底的更新。

  

  (在二叠纪-三叠纪灭绝事件中存活下来的水龙兽的骨架模型,巴黎自然历史博物馆)

  
科学家们认为,这次灭绝是由于全球性环境突变造成的。他们提出了灭绝事件的几种机制,包括灾难式渐进式过程

  灾难式包含一个或多个大型流星撞击事件、大规模火山活动等。而渐进式包括海平面变化、缺氧增加和干旱增加以及受气候变化驱动的海洋环流变化等。

  4

  三叠纪-侏罗纪大灭绝

  第四次生物大灭绝为三叠纪-侏罗纪大灭绝,约发生在2亿年

  

  犹他州西南部中三叠世海相层序

  从三叠纪起,陆相沉积在世界各地,尤其在中国及亚洲其它地区都有大量分布。

  古气候方面,三叠纪初期继承了二叠纪末期干旱的特点;到中、晚期之后,气候向湿热过渡,由此出现了红色岩层含煤沉积、旱生性植物向湿热性植物发展的现象。

  

  (上图为四足类各科在这次灭绝事件的存活情形。左为爬行动物与两栖动物,右为恐龙,上为侏罗纪,下为三叠纪)

  三叠纪-侏罗纪大灭绝事件标志着三叠纪与侏罗纪的分界线。这次物种大灭绝帮地球改变了它的面貌,海洋生态系统中约52%的属和76%的种灭绝,而陆地生态系统中的两栖类和部分爬行类也受到沉重打击。

  

  关于三叠纪末期的物种灭绝原因,目前认为较有说服力的解释是火山喷发。火山喷发释放出大量二氧化碳与二氧化硫等温室气体, 造成全球气温的迅速上升,同时还可能会酸化海洋, 致使大量海洋及陆地生物的灭绝。

  5

  白垩纪-古近纪大灭绝

  第五次生物大灭绝为白垩纪-古近纪大灭绝,约发生在6600万年前。

  

  白垩纪是中生代地球表面受淹没程度最大的时期,在此期间北半球广泛沉积了白垩层。 白垩层是一种极细而纯的粉状灰岩,是生物成因的海洋沉积,主要由一种叫做颗石藻的钙质超微化石和浮游有孔虫化石构成。

  

  颗石藻

  约在6600万年前的白垩纪末期,地球史上第五次生物大灭绝事件发生,约75%-80%的物种灭绝。

  在五次大灭绝中,这次大灭绝事件最为著名,因长达1.6亿年之久的恐龙时代在此终结, 海洋中的菊石类也一同消失。

  

  然而,物种灭绝也提供了进化的机会。其最大贡献在于消灭了地球上处于霸主地位的恐龙及其同类,为哺乳动物及人类的最后登场腾出了空间。

  

  关于这次灭绝的主要原因,最常见的说法是小行星撞击地球

  支持小行星撞击说的科学家们推断,这次撞击相当于人类历史上发生过最强烈地震的100万倍,爆炸的能量相当于地球上核武器总量爆炸的1万倍,导致了2.1万立方公里的物质进入大气中。

  

  由于大气中大量高密度的尘埃,太阳光不能照射到地球上,导致地球表面温度迅速降低。没有阳光,植物逐渐枯萎死亡;没有植物,植食性的恐龙饥饿而死;没有植食性动物,肉食性的恐龙失去食物来源,在绝望和相互残杀中缓慢消亡。

  

  几乎所有的大型陆生动物都未能幸免于难。而小型的陆生动物,像一些哺乳动物依靠残余的食物勉强为生,终于熬过了最艰难的时日,等到了古近纪陆生脊椎动物的再次大繁荣。

  

  希克苏鲁伯陨石坑

  撞击假说的支持者发现了许多有力的证据,来证明他们的观点。最有力的证据来自在K/E(白垩纪和古近纪)地质界线上发现的铱异常和冲击石英。

  科学家推测,这种高含量的铱元素就是撞击地球的小行星带来的,冲击石英在撞击过程中形成,科学家已在墨西哥湾发现希克苏鲁伯陨石坑,平均直径约有180公里。该陨石坑就是小行星撞击地球的证据。

  6

  第六次大灭绝?

  在过去的地质史上,由于地质变化和大灾难,生物已经经历过5次重大集群性的自然大灭绝

  那么,下一次生物大灭绝会在什么时候发生呢?

  

  自从人类出现以后,特别是工业革命以后, 由于人类活动造成的影响,使地球生命系统发生了很大的变化。

  

  科学家估计, 如果没有人类的干扰,在过去的2亿年中,平均大约每100年有90种脊椎动物灭绝,平均每27年有一个高等植物灭绝。

  在此背景下,人类的干扰,使鸟类和哺乳类动物灭绝的速度提高了100-1000倍

  1600年以来,有记录的高等动物和植物已灭绝724种。而绝大多数物种在人类不知道以前就已经灭绝了。

  

  白鲟

  “适者生存,不适者淘汰。”

  有灭绝的,就会有新物种同步诞生。

  然而我们并不能预测未来会有什么样的物种诞生,是否会对人类的生存造成威胁。

  可我们知道的是,如果生态平衡继续被破坏下去,

  地球第六次生物大灭绝的前奏将会以更快的速度被奏响!

 
 
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