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远古地球的五次神秘“大灭绝”

我们经常会听到这样的说法,“某某物种已经濒临灭绝”或者“如果人类再保护地球生态,某某物种就会走向灭绝”,那么,“灭绝”究竟指的是什么呢?地球上都经历过什么样的“大灭绝”呢?

灭 绝

“灭绝”,从概念上来说,当一个物种的所有存活个体全部死亡,那么这个物种就会被判定为“灭绝”。

“大灭绝”,指的是在一个地质学意义上的短时间内出现大量高阶分类群(纲、目、科)的灭绝事件或多样性减少。

一次大灭绝发生的原因很多,但是这些原因并不会直接直接导致物种灭绝,而是作为一种推动力存在。一般来说,那些多样性更广的物种更不容易成为灭绝事件的受害者。

科学家们是如何辨别一次灭绝事件是否属于大灭绝呢?方法有三种

No.1 查看不同时间段物种数量进行比较

一般情况下会比较以“科”为单位的分类群的数量。如果某个时间段的地层中“科”的数量有大幅度减少或新物种的出现率降低,那么可以推测这个地层中可能有灭绝事件发生。

No.2 查看灭绝事件发生的速率

灭绝事件在任何时期都有可能发生,但是如果在一个特定时间段里出现的频率增加,说明这个时间段走向灭绝的物种很多,那么就可以判断出这个时间有发生大灭绝的可能。

No.3 分析地层的化学成分

生物的死亡会直接或间接导致化学物质的成分发生改变,例如植物的减少导致光合作用的降低,因而使得大气中碳成分增加,然后可以推断出这个时间有让大量植物种类灭绝的事件。

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地球的五次大灭绝

地球地质年代表

物种的灭绝在生物演化史中并不罕见,但是大众认知中能被称为是“大灭绝”的,指的是以下五次大灭绝事件。

这次的大灭绝发生的原因被推测为冈瓦纳大陆的南移至现在南极所在的地方,使得全球气候变化和海平面下降,因而导致了大量海洋生物的灭绝。

这次灭绝跟上文提到关于大灭绝的特征有点区别,“科”以上高阶分类群的损失并不多,但损失了大量的低阶分类群(属,种)。

有观点认为,这次大灭绝有可能是两段不同的时间,第一段是因为降温和海平面下降,而第二段则是被气候回暖和海平面上升所造成的负面影响所引起。

晚奥陶纪板块运动图

晚泥盆纪的气候偏暖和较高的海平面,并且陆生动植物在这个时期开始繁盛了起来。

这次大灭绝的特殊点在受害者大部分为海洋生物,而这部分海洋生物以温水生物(如层孔虫,一种灭绝的海绵)为主,其他陆生动植物或者适应低温的海洋生物(如深海鱼类)并没有受到很大的影响。

灭绝的主因被推测为小行星撞击,但是并没有找到足够的证据例如同一时间的陨石坑来支持这个观点。其他的原因还包括动植物的物种扩张导致原有物种的淘汰。

晚志留纪生态

这次大灭绝被称为“大灭绝之母”。

这次灭绝的规模是前所未有的巨大,当时地球上96%的海生无脊椎动物和77%的陆生脊椎动物被杀死,也是唯一一次能够造成昆虫的大量灭绝的事件,并使三叶虫彻底从历史中消失,对地球生态圈造成了不可估量的重创,以至于往后花费了数百万年来恢复生物的多样性。

其中陆生脊椎动物中,盘龙类被完全消灭。

这次灭绝很可能拥有多个阶段,每一个阶段的起因都不明确。原因包括但不限于陨石撞击,大规模火山爆发,海水缺氧和盐分的不稳定,以及盘古大陆形成导致的冰期等。

科学家认为是这些原因的相互影响所造成的一次持续较长时间的大灭绝。

异齿龙(盘龙类)

第四次 三叠纪晚期到侏罗纪早期大灭绝

这次大灭绝并不像其他几次事件一样,灭绝速率有明显的上升。由于二叠纪大灭绝的影响,生物多样性有着显著的下滑,新物种的出现速率降低,而恐龙正是在这样一个环境中走进了舞台。

这次大灭绝的原因,推测有陨石撞击和火山喷发,也有可能是因为三叠纪后期盘古大陆分裂引起的气候变化所造成的。

在这段时期,包括兽孔目在内的陆生脊椎动物还有包括幻龙和楯齿龙在内的海生脊椎动物完全消失,并空出了大量生态位,为恐龙在日后的繁盛埋下了铺垫。

腔骨龙,最早的恐龙之一

这一次的大灭绝最为著名。在这个时期,我们已经可以从大陆板块分布中看到现在地球的样子。

白垩纪时期的气候十分炎热,科学家通过测量海水中氧的同位数,得知当时气温大概比现在的地球要高出10-20摄氏度。

海洋在全球范围内有着较高的海平面,这样的环境给予动植物一个完美的生活环境。

但是在白垩纪晚期,全球气候有急剧降低的趋势,生物多样化也随之降低,虽然部分动植物的种群数量却在上升。

那么这次大灭绝的受害者是谁呢?

首先最为人知的,恐龙被全部杀死,而恐龙的灭绝标志着白垩纪的结束。

翼龙类的多样性在白垩纪末期已经进入了苟延残喘的地步, 并与恐龙一起在历史中消失。

鸟类和鳄类虽然熬过了这次大灭绝,但也遭到了重创。

在海里,虽然沧龙在白垩纪晚期统治了整个海洋,但也没能逃过这次灾难。

蛇颈龙类的处境跟翼龙类似,在走向灭绝前就已经逐渐衰亡。

而鱼龙类的灭绝早在白垩纪早期已经发生,因此并不是这次大灭绝的受害者。

同样作为顶级掠食者的头足类动物,包括菊石和箭石也没能走出白垩纪。

菊石

由于全球气候变冷,在高纬度地区的植物也出现了大量的灭绝,但是有优秀抗寒能力的植物则能够更好的存活下来。

谜题尚有待揭开

从整体上来说,白垩纪大灭绝并没有对地球生物圈造成像其他几次大灭绝一样的影响。

许多走向灭绝的物种在时代更迭之前已经因为气候变化而走在了衰亡的路上。

但是很多在白垩纪后期十分繁盛的物种出现了突然灭绝的迹象。因此科学家推测,在这个时期发生过一次潜在的灾难,不仅推进了部分物种的衰亡,并且造成了大量生物的突然消失。

究竟发生了什么呢。。。。?

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