新研究证明,地球物种在二叠纪大灭绝后,变得更敏捷、更有韧性

万万有料 2022-06-21 02:11:03

在大约2.514亿年前,地球发生了一次接近归零的“物种大洗牌”,在那二叠纪的末期,96%的海洋生物消失,地球上也有70%的陆生脊椎动物消失,地球生物圈差点回归到生命刚刚出现时的模样,这就是著名的二叠纪大灭绝。这次灭绝是五次物种大灭绝中规模最大的一次,因此也被称作大规模灭绝之母。

而来自英国和中国的古生物学家已经证明,地球生物在二叠纪大灭绝后迅速复苏。在今天发表在《地球科学前沿》(Frontiers in Earth Science)杂志上的一篇评论中,科学家们揭示,食肉动物变得更加灵活,聪明或者说狡猾,这使得它们比大灭绝之前的捕食者对环境有更好的适应能力,对灭绝有更强的抵抗力。

二叠纪大灭绝,使得地球上几乎所有生命都消失了,紧接着是生命史上最不寻常的时期之一。三叠纪时期,即2.52-2.01亿年前,标志着陆地和海洋生命的戏剧性重生,也是能量水平大幅上升的时期。这项新研究的主要作者、布里斯托尔大学地球科学学院的迈克尔·本顿教授(Michael Benton)说:“一切都在加速。”

本顿教授说:“如今,鸟类和哺乳动物与爬行动物之间存在着巨大的差异,爬行动物是冷血动物,这意味着它们自己不会产生太多体温,尽管它们可以很快地啃食,但它们没有耐力,无法在寒冷中生存。”

北京古脊椎动物研究所的吴飞翔博士说:“海洋动物也是如此。二叠纪末大灭绝后,鱼类、龙虾、腹足类和海星出现了出更灵活的新狩猎方式,它们比大灭绝之前的祖先更快、更敏捷、更强壮。”

吴博士研究了中国三叠纪鱼类化石中令人惊叹的新组合,其中包括多种食肉动物,表明新的狩猎模式比人们想象的更早出现。掠食性辐鳍鱼(龙鱼家族)在世界范围内非常常见,是一种伏击猎手。这种一米长的鱼潜伏在阴暗的浅海中,猛冲向前,用它长长的下颚抓住各种各样的猎物。

“来自中国的其他三叠纪鱼类也适应了用牙齿压碎贝壳以获得食物,一些主要的鱼类,甚至一些爬行动物,都成了碎壳动物,有着巨大的牙齿。我们甚至发现了世界上最古老的飞鱼,可能是为了躲避新的捕食者,才进化出在海面上‘飞’的能力的。”

陆地上也发生了革命性的变化,二叠纪爬行动物通常行动缓慢,使用一种伸展的姿势,就像现代蜥蜴一样,四肢突出在侧面。它们通常移动得很慢,而且不能同时跑和呼吸,这限制了它们的耐力。

本顿教授说:“长期以来,生物学家一直在争论鸟类和哺乳动物的吸热性或温血性的起源。我们可以追溯到3亿多年前的石炭纪,一些研究人员指出,它们当时已经是吸热的。但也有人说,它们只有在侏罗纪(比如1.7亿年前)才变得吸热。但对它们骨骼中的细胞甚至骨骼的化学研究的各种证据表明,这两个群体都出现在三叠纪早期(即二叠纪大灭绝之后)。”

早三叠纪至中三叠纪鸟类和哺乳动物吸热的起源还可以从另外两个变化中看出:它们的祖先此时主要是直立姿势。通过像现代的狗、马和鸟那样四肢高耸,它们可以迈距离更长的步子。这可能与某种程度的吸热同时进行,以使它们能够快速移动并持续更长时间。

第二,现在看来,早、中三叠纪鸟类和哺乳动物的祖先有某种形式的保暖特征,比如哺乳动物的毛发,鸟类的羽毛。如果这是真的,而且新的化石发现似乎证实了这一点,那么所有证据都表明,随着二叠纪末大灭绝后世界的重建,这些爬行动物发生了重大变化。

本顿教授说:“总之,陆地和海洋中的动物都在加速,消耗更多的能量,移动更快。随着一方的速度加快,变得更加温血,另一方也必须如此,因为这会影响食草动物之间的竞争或捕食者之间的竞争。如果捕食者速度加快,猎物的逃跑速度也会加快。”

“水下的也一样,”吴博士说。“随着捕食者攻击猎物的速度越来越快、越来越敏捷、越来越聪明,被捕食的动物不得不发展防御能力。有些动物有更厚的外壳,或长出了刺,或者它们自己也变得更快,以帮助它们逃跑。”

这项研究强调了大规模灭绝的一种积极方面,大规模灭绝当然对所有受害者来说都是可怕的。但在这种情况下,生态系统的大规模清除为生物圈重建自身提供了大量机会,而且在绝地中复苏的各种物种,也不断进化出更强的环境适应能力。

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