地球末日？历史上五次生物大绝灭

windows · 发表于 2011-2-12 19:30

本帖最后由 windows 于 2011-4-24 21:25 编辑

　　北大西洋洋流停止流动，几天之内，南北极冰山融化，大量淡水注入海洋，罕见的飘雪出现在印度，雹灾重创日本东京，龙卷风横扫美国洛杉矶，大水排山倒海般地冲入纽约市……这是美国电影《后天》以温室效应造成全球气候剧变，带来严重的自然灾难为主题，为人类勾画出的一个地球末日的场面。
　　需要指出的是，尽管它是一部科幻电影，但其内容却绝非凭空杜撰。根据古生物学家的研究，这样的场面确实在地球的历史上曾经发生过，而且至少有五次之多，被称作大绝灭。
　　英文“Extinction”一词的意思是灭绝、消失，不过在中文的生物学词典中，它却对应着一个有点古怪的术语——“绝灭”，意思与灭绝相同，字面上却调了一个个儿。
　　在漫长的演化过程中，长期的稳定期与短期的剧变期相互交替。绝灭以不同的规模出现。在稳定期内，平均新生率远远大于平均灭绝率，总的平均灭绝率总是维持在一个低水平上，这种低水平绝灭被称作背景绝灭（backgroundextinction）；与此相对应，在剧变期，许多生物门类在短期内大量灭绝，生物演化进程突然中断，使灭绝率突然升高，而新生率则降得很低，这种大规模的绝灭叫作集群绝灭或大绝灭、类群绝灭（massextinction）。
　　目前，地球上被人类记录过的物种大约有175万个，实际上存在的物种可能达五百万到一亿个，然而，根据古生物学家的研究，地球上曾经存活过四十亿种动、植物，可见在演化过程中，绝大多数物种出局了。
　　地球上生命的起源至少可以追溯到35亿年前，但在很长一段时间里，地球上的生命形式都只有微生物和细菌。这一现象一直维持到距今约5.3亿年前的寒武纪早期。在寒武纪，生物演化史上发生了一个大事件，多细胞动物突发性地在海洋中出现，而且迅速发展出形体多样、构造复杂的类型，古生物学家们将之称为“寒武纪大爆发”。
　　据统计，自寒武纪以来，明显的生物绝灭事件发生了15次。其中重大集群绝灭有五次，分别发生在奥陶纪—志留纪之交、晚泥盆世弗拉斯期—法门期之交、二叠纪—三叠纪之交、三叠纪—侏罗纪之交和白垩纪—第三纪之交。

奥陶纪－志留纪之交（4.39亿年前）

　　这一时期大多数生物的机体是软体组织，形成化石的几率很小，只有那些具有壳或硬组织的动物才留下了比较多的线索，因而我们无法弄清楚当时到底发生了什么以及都有哪些物种受到了影响。据估计，大约有100个科的生物灭绝了，在属种级别上绝灭率更高。三叶虫类在这次绝灭中元气大伤，此后再也无法恢复前期的繁荣。此次灭绝事件对低纬度热带地区生物的影响较大，而对高纬度地区和深水区生物的影响相对较小，是地球史上第三大的物种灭绝事件。
　　古生物学家认为这次物种灭绝是由全球气候变冷造成的。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，原本充满生机的沿海生物圈被破坏，从而导致了物种大规模灭绝。

晚泥盆纪弗拉斯期—法门期之交（3.67亿年前）

　　虽说科学家可以确定在泥盆纪后期发生了大绝灭，但究竟持续了多长时间我们却并不清楚，可能持续了五十万年，也可能是一百五十万年。而且我们也不清楚到底是发生了一个大绝灭还是几个连续的稍小的绝灭，专家对当时的几个重要的事实也还没有达成共识。
　　经过这次绝灭，很多物种消失了。海洋中的物种比淡水中的物种受到的影响更大，珊瑚、腕足动物、菊石、海百合等许多无脊椎动物损失惨重。而在陆地上，正在不断衍生出新种的植物以及刚刚出现的两栖动物所受到的影响却小得多。
　　对于这次绝灭的起因我们知之甚少，从暖水海洋中物种不成比例的消失来看，当时应该是发生了气候变化，全球变冷可能是一个重要的因素，同时还有迹象显示当时比较浅的水域里的氧气含量也下降了。

二叠纪－三叠纪之交（2.5亿年前）

　　到了二叠纪，地球上一派欣欣向荣的景象，海百合、菊石、珊瑚还有鱼类在海洋中异常繁荣，两栖动物以及爬行动物进一步深入内陆活动，这段相对稳定的时期持续了大概一亿年。到了二叠纪末期，大约在2.45亿年前，地球历史上最大的一次集群绝灭事件发生了。据统计，这次灭绝事件导致生物科数减少了52%%，物种数减少了90%%以上，受影响最大的是海洋生物，特别是底栖生物和窄盐性生物。96%%的海洋物种灭绝了，其中就有三叶虫纲。在陆地上超过3/4的脊椎动物消失了，蜥蜴类、两栖类、兽孔目爬行类也急剧衰落。
　　对此，科学家们提出了多种解释：海平面的波动、海洋中盐度的变化、火山活动。而最重要的影响因素似乎还是气候变化。

三叠纪－侏罗纪之交（2.08亿年前）

　　不少科学家认为这次绝灭的程度相对来说比较小。一些研究显示，这次灾难造成了六十个科的海洋生物灭绝，科的灭绝率大约是1/4。还有研究认为，在三叠纪末期至少有两次绝灭时期，相隔1200至1700万年。但不论是单一的大绝灭还是几个连续的稍小的绝灭，在这一时期里，牙形石类全部灭绝，菊石、海绵动物、头足类动物、腕足动物、昆虫以及陆生脊椎动物中的多个门类都走到了进化的终点。虽然这次大绝灭的损失相对较小，但它却腾出了许多“生态位”，为很多新的物种的产生提供了有利的条件，恐龙就是从这个时候开始了它们统治大地的征程。
　　也许是因为这次大绝灭所引起的关注较少，我们对它的起因也很不清楚，不过气候变化似乎仍然是一个重要的因素，特别是降雨的增加。

白垩纪－第三纪之交（6500万年前）

　　此次绝灭是地球历史上第二大的集群绝灭事件，而恐龙时代在此终结更使它成为最广为人知的大绝灭。据统计，在白垩纪末，生物圈有2868个属，到了第三纪初就只剩下1502个属，灭绝率达52%%，种的灭绝率达85%%，受影响最大的是陆地上的恐龙和海洋生物界的浮游生物，也包括一些海洋底栖生物类别。其灭绝率为：淡水生物达97%%、海洋浮游微生物为58%%、海洋底栖生物为51%%、海洋游泳生物为30%%。除了恐龙灭绝之外，曾在前四次大绝灭中都得以幸存的菊石最终还是灭绝了。而由于某种原因，某些物种却基本没有受到影响，鳄鱼、海龟、蜥蜴、哺乳动物以及鸟类都顺利渡过这场危难。恐龙及其同类的消失为哺乳动物及人类的登场提供了契机。
　　也许是因为这次绝灭具有太大的吸引力，科学家对它的研究也最为透彻。专家分别从火山喷发、气候变化、环境污染和宇宙射线角度进行了分析，而目前国外科学界普遍接受的一种解释是，这次大绝灭是一颗巨大的小行星或彗星坠落到地球上引起地球生态系统剧烈变化的直接结果。