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物种大灭绝是如何发生的?

2011-05-25 14:03 作者:袁越来源:三联生活周刊 2011年第21期
研究表明,入侵物种会造成生物多样性的丧失。

海百合化石

海百合化石

地球历史上曾经发生过5次物种大灭绝,每一次都造成了至少75%的物种消亡。那么,这几次物种大灭绝都是如何发生的呢?很多人会把原因归于某种天灾,比如火山、地震或者陨石撞地球之类的,这个想法有一定的道理,起码距今6500万年前发生的那次物种大灭绝就是源于一颗闯入大气层的陨石,科学家已经在墨西哥的尤卡坦半岛找到了那次撞击的遗迹。另外,距今2亿年前的那次物种大灭绝则很可能是由于火山爆发造成的大气二氧化碳浓度升高,进而引发全球变暖所导致的。

但是,并不是所有的物种大灭绝都是因为天难。美国俄亥俄州立大学的古生物学家阿丽莎·斯蒂格尔(AlyciaStigall)博士通过对海洋化石的研究发现,发生在距今3.6亿年的泥盆纪后期的那次物种大灭绝很可能另有原因。

研究显示,那个时期地球上的大环境并没有发生灾难性的变化,旧物种消失的速度和其他时期相比并没有明显的差异,但是新物种生成的速度却明显变缓,几近停滞。这种只出不进的情况维持了相当长一段时间,其结果就是剩下来的物种数量逐渐减少,看上去像是经历了一次大灾难。

“科学界通常把泥盆纪后期发生的事件叫做物种大灭绝,但实际上这是一次生物多样性的危机。”斯蒂格尔博士说,“这段时期新物种生成的机制遭到了破坏,这才是原因所在。”

原来,地球上的新物种主要是通过两种机制产生的:一种叫做“地理割裂”(Vicariance),即某个种群因为地质变化等原因而被迫分开,彼此间无法进行基因交流,逐渐进化为两个不同物种;另一种途径叫做“主动扩散”(Dispersal),即某个种群的一小部分成员主动离开原来的栖息地,迁徙到别处,逐渐进化为新的物种。

地球上不断发生着的地质变化为“地理割裂”途径提供了无数的机会,但在泥盆纪后期情况发生了变化,那段时期全球变暖导致海平面升高,同时地球上的陆地因为板块运动而合并到一起,成为一块相对平整的大陆。这样一来,原本被陆地隔开的海洋,以及被山脊分开的小块谷地大都消失了,很多物种趁机迁移到其他地区,成为所谓的“入侵物种”。

换句话说,泥盆纪后期的地球“变平”了,变成了一个真正的“地球村”,这就等于为各个物种提供了一个共有的竞争平台,而竞争的结果则是灾难性的,某些生存能力强的物种挤占了其他物种的生存空间。与此同时,因为“地理割裂”这个条件不存在了,新的物种便无法出现。

斯蒂格尔博士将研究成果写成论文发表在2010年12月29日出版的《公共科学图书馆·综合分册》(PLoSONE)上。同样来自俄亥俄州立大学的考古学家威廉·奥欣奇(WilliamAusich)博士则在今年5月1日出版的《美国国家科学院院报》(PNAS)上发表了另一篇文章,为读者讲述了3.6亿年前那次物种大灭绝之后发生的事情。

根据奥欣奇博士的描述,生物多样性的丧失直接导致泥盆纪末期的地球被一种名为海百合(Crinoids)的动物所占据,这是一种身体呈花状的棘皮动物,基座部分包有一层石灰质硬壳。那段时期海百合的数量是如此之多,以至于对应于那段时期的整个石灰岩地层都是由海百合的尸体所组成的!地质学家将那段时期称为海百合时代。

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