我國發現二疊紀末大滅絕期間的陸地“避難所”_風聞

來源：中國科學院南京地質古生物研究所

距今約2.52億年的二疊紀末大滅絕是地球歷史上最嚴重的一次生態危機，導致了當時海洋中80%以上的物種滅絕，那麼它對陸地的影響究竟如何？古生物學界對此觀點不一。

中國科學院南京地質古生物研究所、中國科學院古脊椎動物與古人類研究所等組成的研究團隊，對我國新疆吐哈盆地西緣出露的南桃東溝剖面中產出的孢粉化石進行了研究，發現了二疊紀末大滅絕期間的陸地“避難所”。

▲南桃東溝剖面：二疊紀末大滅絕期間的陸地“避難所”

01

倖存的陸地植被

在南桃東溝二疊紀末大滅絕前後地層中已發現的33個孢粉屬中，研究團隊未發現大滅絕導致任何一個孢粉屬滅絕。與這些孢粉化石同層原位保存的植物化石中，還有大量的松柏類樹幹化石和蕨類莖稈化石。

這表明南桃東溝地區從二疊紀末大滅絕前16萬年到大滅絕後16萬年，一直存在繁盛的臨水蕨原和松柏類森林，這些植被的生存延續，並未被二疊紀末大滅絕打斷。

▲在南桃東溝剖面二疊紀末大滅絕開始時期的地層中發現的裸子植物或種子蕨類的雙氣囊花粉

▲南桃東溝剖面發現的松柏類樹幹化石，其出現年代為二疊紀末大滅絕開始時期

但是，在33個孢粉屬的99個屬種中，約有55%的屬種在二疊紀末大滅絕後消失，這暗示當地在大滅絕後不久可能存在植物羣滅絕。

研究團隊發現，這些消失的孢粉屬種在世界其他地區，甚至在臨近的新疆其他同時代剖面的早三疊世地層中都大量存在，只是由於區域環境波動，這些孢粉母體植物暫時遷出了南桃東溝地區。

若將世界其他地區的孢粉數據納入考慮，南桃東溝剖面記錄的孢粉化石種，在大滅絕後真正滅絕的可能僅為21%，遠低於海洋生物在同期的滅絕率。

02

10倍速的生態系統重建

之前主流觀點認為，二疊紀末大滅絕導致陸地初級生產力大幅降低，陸地生態系統多樣性，需要超過100萬年才能恢復到滅絕前水平。

但南桃東溝陸地生態系統多樣性的恢復速度，比其他地區快10倍以上，這也反證了該地區在二疊紀末大滅絕期間，並未出現明顯的陸地植被大滅絕現象。

逃過大滅絕的植被，對整個南桃東溝地區的陸地生態系統重建極為重要。

與孢粉和植物化石同層保存的大量四足動物骨骼化石表明，在二疊紀末大滅絕結束後僅七萬五千年，南桃東溝地區已開始出現大量食草四足動物水龍獸和食肉動物遲滯鱷，形成了包括初級生產者、初級消費者和次級消費者在內的複雜陸地生態系統。

▲南桃東溝剖面二疊紀－三疊紀界線附近發現的四足動物骨骼化石

由於這些四足動物在新疆地區較早地層中沒有相關化石記錄，研究團隊認為，它們是二疊紀末大滅絕後從其他地區遷移而來。

南桃東溝在二疊紀末大滅絕後，相對其他地區具有更豐茂的水草和宜居的環境，為遷入動物的生存提供了必要條件，使它們能在大滅絕後短短幾萬年內快速大量繁衍。

▲桃東溝剖面發現的木賊類化石（左圖），出現年代約為二疊紀末大滅絕後5萬年，與現代木賊類（右圖）幾乎完全相同，是水龍獸的主要食物來源

03

局地氣候

締造“安全區”

研究團隊發現，**當地植被能夠逃過二疊紀末大滅絕，**主要與當地長期穩定的局地氣候有關。桃東溝地區在二疊紀滅絕前後一直保持半濕潤－季節性乾旱氣候，常年降雨維持在1000毫米左右。

▲南桃東溝地區二疊紀末大滅絕前（B）、大滅絕期間（A）和大滅絕後（C）陸地景觀復原圖。楊定華繪製

儘管新疆吐哈盆地，與西伯利亞大火成岩省這一導致二疊紀末大滅絕的主要誘因距離很近，但吐哈盆地卻出現了陸地植被的“避難所”，成為陸地其他生物快速復甦的“生態綠洲”。

這表明，導致生物滅絕的環境因素在陸地的分佈，確實受到不同緯度大氣環流和局地氣候的限制。

相關論文信息：

DOI: 10.1126/sciadv.ads5614