地球生物正面臨新一輪大滅絕

　　日前，由中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所主辦的“第16屆國際石炭紀(jì)—二疊紀(jì)地質(zhì)大會(huì)”在南京成功舉行。來自美國、俄羅斯、澳大利亞、加拿大、德國等30多個(gè)國家和地區(qū)，及我國石炭紀(jì)—二疊紀(jì)研究領(lǐng)域最活躍的科學(xué)家共150余人出席了本次會(huì)議。 1987年，第11屆國際石炭紀(jì)—二疊紀(jì)大會(huì)在北京首次召開。20年后，國際石炭紀(jì)—二疊紀(jì)地質(zhì)大會(huì)在中國的再次召開，充分展示了我國豐富的地質(zhì)古生物資源和我國石炭紀(jì)和二疊紀(jì)研究在國際學(xué)術(shù)界的地位，具有重要的學(xué)術(shù)意義和深遠(yuǎn)的歷史意義。

　　石炭紀(jì)—二疊紀(jì)是地質(zhì)歷史中最為關(guān)鍵的時(shí)期

　　石炭紀(jì)和二疊紀(jì)是古生代的最后兩個(gè)紀(jì)，代表從距今3.54億年至距今2.52億年的歷史階段。石炭紀(jì)—二疊紀(jì)的巖石圈、水圈、大氣圈和生物圈的演化都處于一個(gè)非常關(guān)鍵的演化階段。地質(zhì)歷史上貫通南北極的泛大陸就是在這一時(shí)期由于大規(guī)模的板塊活動(dòng)而形成的;石炭紀(jì)—二疊紀(jì)早期還發(fā)生了最大規(guī)模的冰川事件;石炭紀(jì)也是地球歷史中最大規(guī)模的碳埋藏時(shí)期，世界各地目前開采的大量煤炭資源就是在那個(gè)時(shí)期形成的。

　　石炭紀(jì)—二疊紀(jì)曾是一個(gè)生機(jī)盎然的世界，生物物種相當(dāng)繁盛，生物多樣性超過了以前的任何時(shí)候，在相當(dāng)長的一段時(shí)間內(nèi)保持穩(wěn)定繁榮，在當(dāng)時(shí)的森林中甚至出現(xiàn)過翅膀長達(dá)兩米的蜻蜓。海洋生物在這一時(shí)期也十分繁盛。但是在二疊紀(jì)末發(fā)生了地質(zhì)歷史時(shí)期中最大規(guī)模的生物滅絕事件。

　　中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所研究員沈樹忠在接受記者采訪時(shí)介紹說，參加“第16屆國際石炭紀(jì)—二疊紀(jì)地質(zhì)大會(huì)”的中外科學(xué)家們，以石炭紀(jì)— 二疊紀(jì)生物與環(huán)境協(xié)同演化為主題，圍繞著石炭紀(jì)—二疊紀(jì)生物群與氣候變化、同位素地球化學(xué)和地質(zhì)生物學(xué)、旋回地層學(xué)、高分辨率綜合生物地層學(xué)、二疊紀(jì)末大滅絕及其環(huán)境背景、“金釘子”與全球?qū)Ρ�、地球時(shí)間系統(tǒng)等展開了廣泛的研討交流。

　　我國近年來開展的二疊紀(jì)末大滅絕在海陸相地層記錄中所反映的模式、石炭紀(jì)—二疊紀(jì)植物群與古氣候演變、石炭紀(jì)—二疊紀(jì)的“金釘子”和高分辨率地層對比、定量古生物學(xué)和地層學(xué)研究等受到國內(nèi)外專家的關(guān)注。由已故金玉玕院士領(lǐng)導(dǎo)的國際工作組建立了以中國樂平統(tǒng)為代表的國際標(biāo)準(zhǔn)，把二疊紀(jì)最上部的兩個(gè) “金釘子”分別釘在了浙江長興煤山和廣西來賓蓬萊灘剖面，圍繞著浙江煤山剖面的二疊紀(jì)末大滅絕研究取得了令世界矚目的成就。

　　由于石炭紀(jì)—二疊紀(jì)研究的重要性和近年來取得的成就，南京地質(zhì)古生物研究所的晚古生代小組形成了由國家自然科學(xué)基金委員會(huì)資助的優(yōu)秀創(chuàng)新群體，群體中多位成員成為國際石炭紀(jì)和二疊紀(jì)地層分會(huì)的選舉委員，在國際石炭紀(jì)—二疊紀(jì)的相關(guān)研究中發(fā)揮了實(shí)質(zhì)性的作用。

　　超級(jí)大滅絕

　　生物滅絕是指生物類群無力適應(yīng)環(huán)境變化而繼續(xù)生存，是生命史上層出不窮的自然事件，由于種間競爭、自然選擇而導(dǎo)致的滅絕，為常規(guī)速率的滅絕。但有些時(shí)期大量生物類群在短時(shí)間內(nèi)消亡，而且波及全球，造成突然集群滅絕的現(xiàn)象，被古生物學(xué)家稱為生物大滅絕。自寒武紀(jì)生物大爆發(fā)以來共發(fā)生過5次大滅絕，其中發(fā)生在古、中生代之交的，即二疊紀(jì)末的生物大滅絕規(guī)模最大，對生物發(fā)展的影響也最為深刻。

　　中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所金玉玕院士曾撰文指出：“這是一次超級(jí)大滅絕，海洋生物的種類降低到原來的十分之一以下，生態(tài)系統(tǒng)也徹底得到更新，成為古生代和中生代的界石，其他各次的滅絕都遠(yuǎn)不及這次大滅絕，也沒有使生物演化進(jìn)程產(chǎn)生如此重大的轉(zhuǎn)折。”

　　長期以來，

　　恐龍滅絕之謎一直令人津津樂道，其實(shí)從18世紀(jì)后期至今，世界各國的科學(xué)家們不僅研究了恐龍滅絕的真實(shí)過程，也研究了先于或后于恐龍滅絕的其他滅絕事件�？铸垳缃^雖然給生物界的演變造成了巨大的影響，但比起那些生活在石炭紀(jì)—二疊紀(jì)的生物來說，恐龍的滅絕事件還不是最“悲慘”的。

　　“地質(zhì)歷史時(shí)期最大規(guī)模的生物滅絕事件就發(fā)生在二疊紀(jì)末期，有統(tǒng)計(jì)顯示，地球上90%以上的海洋生物物種和75%左右的陸地生物物種在這一時(shí)期全部都滅絕了。”沈樹忠說。

　　到了二疊紀(jì)末，四射珊瑚、蜓、鈣質(zhì)海綿、腕足類、三葉蟲等固著海底、被動(dòng)攝食的門類相繼消亡或大量消減，生物礁生態(tài)系統(tǒng)全面崩潰、碳埋藏全面停止。在陸生生物中，石炭紀(jì)—二疊紀(jì)植物群以蕨類為主，在濱海沼澤地帶形成森林，但至二疊紀(jì)末快速消亡，被矮小的裸子植物代替。四足類的脊椎動(dòng)物在晚石炭世出現(xiàn)，二疊紀(jì)迅速發(fā)展成為最有代表性的陸生動(dòng)物，在晚二疊世曾出現(xiàn)身長達(dá)5～6米的、像哺乳類的爬行類動(dòng)物——獸孔類。但至二疊紀(jì)末，63%的四足類的科迅速滅絕。

　　滅絕之謎

　　從目前科學(xué)家們掌握的資料來看，二疊紀(jì)末生物大滅絕是在很短的時(shí)間內(nèi)快速發(fā)生的，那么是什么力量摧毀了二疊紀(jì)繁盛的生物種群呢?

　　目前對生物大滅絕的原因有多種不同的解釋，還沒有一個(gè)公認(rèn)的一致說法。一種比較普遍認(rèn)同的觀點(diǎn)認(rèn)為可能與二疊紀(jì)晚期頻繁的火山噴發(fā)有關(guān)。地質(zhì)研究證據(jù)顯示，二疊紀(jì)末發(fā)生過大規(guī)模火山爆發(fā)，當(dāng)時(shí)地球表面有多處火山爆發(fā)，包括西伯利亞和我國的華南地區(qū)等�；鹕奖�發(fā)產(chǎn)生大量有毒氣體，同時(shí)釋放大量的二氧化碳，導(dǎo)致溫室效應(yīng)，而致使動(dòng)植物滅亡。

　　也有研究發(fā)現(xiàn)，在生物大滅絕地層中含有很豐富的含硫礦物，推測火山爆發(fā)釋放出大量的硫化氫氣體，之后形成酸雨，污染了古海洋，致使大量的海洋生物滅絕。另外，也有人認(rèn)為二疊紀(jì)末存在有類似于白堊紀(jì)末的天體撞擊事件，撞擊地點(diǎn)可能位于西澳地區(qū)，造成大量生物瞬間死亡，但此類推論尚缺乏足夠的證據(jù)。

　　目前，科學(xué)家們對這個(gè)重要?dú)v史事件發(fā)生的原因、機(jī)制、當(dāng)時(shí)的環(huán)境、整個(gè)過程延續(xù)的時(shí)間等并不十分清楚，各種說法一直以來都未有充分證據(jù)證明，二疊紀(jì)末生物大滅絕的原因還是個(gè)謎。美國著名的科學(xué)家道格拉斯·艾爾文把二疊紀(jì)末大滅絕形容成“東方快車上的謀殺案”，認(rèn)為是有很多種不同的因素共同作用造成了二疊紀(jì)末生物大滅絕事件。

　　人類正在見證新一輪生物大滅絕?

　　已有研究顯示：生物大滅絕無一例外是由全球環(huán)境嚴(yán)重惡化引起的。近幾十年來，由于人類活動(dòng)加劇了生態(tài)環(huán)境的不斷惡化，瀕臨滅絕和已經(jīng)滅絕的物種不斷增多，給全球生物多樣性帶來了嚴(yán)重的后果，也威脅到人類自身的生存。這使人們不得不產(chǎn)生這樣的疑問，地球生物正面臨“第六次生物大滅絕事件”嗎?

　　最近發(fā)表在《自然》雜志上的文章稱，50年后，100多萬種陸地生物將從地球上消失。國際自然資源保護(hù)聯(lián)合會(huì)發(fā)表的《2004年全球物種調(diào)查》顯示：全球有超過15000種地球物種瀕臨滅絕，滅絕速度超過了以往任何時(shí)候�？茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)，人類活動(dòng)造成的物種滅絕比自然滅絕的速度高1000倍，平均每小時(shí)就有一個(gè)物種滅絕。

　　據(jù)保守估計(jì)，當(dāng)今地球上每年滅絕約3萬個(gè)物種，這種滅絕速率比史前正常狀態(tài)(每年滅絕約3個(gè)物種)快了近萬倍，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過史前任何一次大滅絕事件。按史前五大滅絕強(qiáng)度和規(guī)模，有學(xué)者認(rèn)為當(dāng)今生物界已進(jìn)入了“第六次大滅絕”時(shí)期，甚至認(rèn)為現(xiàn)代人類才真正遭遇到生物大滅絕的過程。生物與環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展問題不僅引起了公眾的廣泛關(guān)注，也成為各國科學(xué)家研究的熱點(diǎn)。

　　從石炭紀(jì)到二疊紀(jì)，無論是生物的演化和當(dāng)時(shí)氣候條件等等，都處在一個(gè)比較穩(wěn)定的階段，但是到了二疊紀(jì)晚期的時(shí)候，環(huán)境開始急劇惡化。這種突然巨變的機(jī)制是什么?現(xiàn)在科學(xué)界還不清楚。有科學(xué)家提出，地球現(xiàn)在的生態(tài)環(huán)境和氣候系統(tǒng)，如生物多樣性急劇減少、頻繁酸雨、整體環(huán)境的惡化、溫室效應(yīng)等等，都與二疊紀(jì)末期的環(huán)境狀況有一定的可比性，這需要引起我們?nèi)祟惖母叨戎匾暋?/p>

　　地球自從有了生命，生物與環(huán)境就成為一對相互制約、相互促進(jìn)的共同體。地球環(huán)境創(chuàng)造了生命，生命發(fā)展促進(jìn)了環(huán)境變化。地質(zhì)時(shí)期的一些重大生命轉(zhuǎn)折都直接與重大全球變化相關(guān)聯(lián)，而且重大全球變化時(shí)期是生物與環(huán)境關(guān)系顯現(xiàn)最為明確的時(shí)期。種種跡象表明，當(dāng)今地球正面臨一次新的轉(zhuǎn)折，地球環(huán)境惡化、生物多樣性劇減，正嚴(yán)重威脅著人類的生存和自然資源的可持續(xù)發(fā)展。對生物大滅絕的研究不僅在于探索大滅絕的模式，更重要的是出于對我們自身的關(guān)愛。人類正在見證一次新的生物大滅絕嗎?