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研究發(fā)現(xiàn)臭氧層破壞導(dǎo)致二疊紀(jì)末陸地生物大滅絕的直接證據(jù)
人民政協(xié)報11月13日電(記者 高志民)2.52億年前的二疊紀(jì)末大滅絕造成了約81%的海洋物種和89%的陸地物種滅絕,其主要原因被認(rèn)為是大規(guī)模火山噴發(fā)導(dǎo)致的環(huán)境變化,但仍缺乏環(huán)境因素影響陸地生態(tài)系統(tǒng)的直接證據(jù)。中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所與英國、德國同行等合作,通過研究該時期化石花粉粒中“防曬霜”含量的變化,發(fā)現(xiàn)臭氧層破壞導(dǎo)致二疊紀(jì)末陸地生物大滅絕的直接證據(jù),研究成果于1月6日在線發(fā)表于國際期刊《科學(xué)進(jìn)展》(Science Advances)。
二疊紀(jì)末期的大滅絕事件是顯生宙最大一次滅絕事件。科學(xué)家們普遍認(rèn)為二疊紀(jì)末期西伯利亞大火成巖省的噴發(fā)造成的全球溫室氣體增加、全球變暖以及海洋酸化可能是引起這次滅絕的主要誘因。但對于這些環(huán)境因素如何影響陸地生態(tài)系統(tǒng)到目前還有很多爭論。
南京古生物所研究研究員劉鋒和其團(tuán)隊(duì)運(yùn)用傅里葉變化紅外光譜,對產(chǎn)自我國西藏南部二疊-三疊紀(jì)過渡剖面的1011粒阿里型花粉中的香豆酸和阿魏酸進(jìn)行了定量測量,通過對這些花粉產(chǎn)出的紅外光譜的大數(shù)據(jù)分析,發(fā)現(xiàn)在二疊紀(jì)末大滅絕期間地層中花粉外壁的香豆酸和阿魏酸含量明顯高于滅絕前后化石花粉中該化合物的含量。這直接證明了二疊紀(jì)末期大滅絕期間存在全球紫外線輻射增加的現(xiàn)象。同時,研究團(tuán)隊(duì)也對剖面地層的有機(jī)碳同位素和汞的濃度進(jìn)行了分析,發(fā)現(xiàn)這兩個指標(biāo)的異常波動與化石花粉中出現(xiàn)大量香豆酸和阿魏酸的層位基本相當(dāng),進(jìn)步確認(rèn)二疊紀(jì)末期全球紫外線輻射的增加可能是由于當(dāng)時劇烈的火山活動引起的。
空氣中紫外線輻射量的增加對整個陸地生態(tài)系統(tǒng)具有深遠(yuǎn)的影響。由于紫外線不僅對植物的生殖細(xì)胞具有很強(qiáng)的殺傷作用,同時也會對植物體葉肉細(xì)胞造成破壞。為了抵御紫外線對葉肉細(xì)胞的破壞,植物體會在其葉片中大量合成葉黃素、香豆酸和阿魏酸等,相應(yīng)減少葉綠素的合成,從而導(dǎo)致植物體光合作用的減弱,進(jìn)而使得植物體對于溫室氣體吸收能力減弱,進(jìn)一步加重了二疊紀(jì)末期火山噴發(fā)引起的全球溫室氣體增加。另外,葉肉中的葉黃素、香豆酸和阿魏酸等對于食草動物以及昆蟲來說是一種很難消化且營養(yǎng)價值較低的化合物,所以紫外線輻射的增加間接影響了陸地食物鏈,可能是導(dǎo)致二疊紀(jì)末陸地食草動物以及昆蟲大滅絕的主要原因。
該研究得到國家自然科學(xué)基金委、第二次青藏高原科學(xué)考察與研究、中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)(B類)、德國研究基金會、自然環(huán)境研究委員會和人類前沿科學(xué)計劃的資助。
編輯:馬嘉悅