大滅絕後海洋生態系統復甦 軟軀體生物功不可沒

科技日報訊 （記者吳純新 通訊員程曉龍）7月6日，科技日報記者從中國地質大學（武漢）獲悉，該校生物地質與環境地質國家重點實驗室陳中強教授團隊聯合國內外合作者，利用遺蹟化石大數據，以二疊紀—三疊紀之交為例，評價了以軟軀體生物為主導的內生動物生態系統在生態大危機之後的抗災恢復能力，揭示它們在温室海洋中的復甦過程和機制。相關成果在線發表於《科學進展》。

發生在2.52億年前的生物大滅絕導致90%以上發育骨骼的海洋物種滅絕。然而，海洋生物還包括那些通常不被保存下來的軟軀體生物，它們的活動行為在地史時期以遺蹟化石形式保存下來。

據介紹，軟軀體生物在海洋生態系統中扮演“生態系統工程師”角色，它們通過改造棲息環境物理化學性質，來增加生物地球化學梯度的複雜性等，從而對生物多樣性產生顯著的正反饋作用。

新研究通過對我國26條代表不同環境的二疊系—三疊系地層剖面記錄的2萬餘枚遺蹟化石進行系統研究，發現軟軀體生物在大滅絕後約300萬年（早三疊世斯密斯亞期）就已復甦，遠遠早於骨骼生物復甦時間。此外，多種定量相關性模擬分析表明，軟軀體生物的復甦過程與外部環境變化相關性很低，表明大災難後海洋生態系統的復甦過程相比外部環境制約，可能更受控于海洋內部生物之間的相互作用。

同時，研究人員發現，生態大危機後，軟軀體生物和游泳生物多樣性均在斯密斯亞期恢復到大滅絕前水平。游泳生物具備自由移動能力，在大危機中能迅速逃離惡劣環境條件，避難至更有利的環境中，它們處於食物鏈頂層。相反，造跡生物棲居海底表面或沉積物中，處於食物鏈金字塔下層。這兩種功能羣生物卻在大滅絕300萬年後同時復甦，反映食物鏈下層的造跡生物通過營養和能量“自下而上”的傳遞機制，對上層高級消費者產生明顯正反饋作用。

研究還發現，在碳酸鹽巖台地—緩坡等淺水環境中，軟軀體內棲生物與表棲固着殼體生物之間存在偏害共生現象，即造跡生物的“推土機”行為一方面為海底沉積物帶來生機，另一方面使海底沉積物變得不穩固，堵塞表棲固着濾食生物身體的過濾結構，從而破壞表棲固着生物的棲息環境。這種偏害共生現象抑制了底棲固着生物的災後復甦。

因此，在生態大危機之後的温室海洋中，軟軀體生物調控了整個生態系統的復甦過程。其中，“生態系統工程師”在一定程度上觸發了生物演化創新和輻射，重演了5億年前動物早期演化一幕。