地球生物正面臨新一輪大滅絕

　　日前，由中國科學院南京地質(zhì)古生物研究所主辦的“第16屆國際石炭紀—二疊紀地質(zhì)大會”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多個國家和地區(qū)，及我國石炭紀—二疊紀研究領域最活躍的科學家共150余人出席了本次會議。 1987年，第11屆國際石炭紀—二疊紀大會在北京首次召開。20年后，國際石炭紀—二疊紀地質(zhì)大會在中國的再次召開，充分展示了我國豐富的地質(zhì)古生物資源和我國石炭紀和二疊紀研究在國際學術界的地位，具有重要的學術意義和深遠的歷史意義。

　　石炭紀—二疊紀是地質(zhì)歷史中最為關鍵的時期

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

　　石炭紀—二疊紀曾是一個生機盎然的世界，生物物種相當繁盛，生物多樣性超過了以前的任何時候，在相當長的一段時間內(nèi)保持穩(wěn)定繁榮，在當時的森林中甚至出現(xiàn)過翅膀長達兩米的蜻蜓。海洋生物在這一時期也十分繁盛。但是在二疊紀末發(fā)生了地質(zhì)歷史時期中最大規(guī)模的生物滅絕事件。

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

　　我國近年來開展的二疊紀末大滅絕在海陸相地層記錄中所反映的模式、石炭紀—二疊紀植物群與古氣候演變、石炭紀—二疊紀的“金釘子”和高分辨率地層對比、定量古生物學和地層學研究等受到國內(nèi)外專家的關注。由已故金玉玕院士領導的國際工作組建立了以中國樂平統(tǒng)為代表的國際標準，把二疊紀最上部的兩個 “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末大滅絕研究取得了令世界矚目的成就。

　　由于石炭紀—二疊紀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基金委員會資助的優(yōu)秀創(chuàng)新群體，群體中多位成員成為國際石炭紀和二疊紀地層分會的選舉委員，在國際石炭紀—二疊紀的相關研究中發(fā)揮了實質(zhì)性的作用。

　　超級大滅絕

　　生物滅絕是指生物類群無力適應環(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、自然選擇而導致的滅絕，為常規(guī)速率的滅絕。但有些時期大量生物類群在短時間內(nèi)消亡，而且波及全球，造成突然集群滅絕的現(xiàn)象，被古生物學家稱為生物大滅絕。自寒武紀生物大爆發(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不及這次大滅絕，也沒有使生物演化進程產(chǎn)生如此重大的轉折。”

　　長期以來，

　　恐龍滅絕之謎一直令人津津樂道，其實從18世紀后期至今，世界各國的科學家們不僅研究了恐龍滅絕的真實過程，也研究了先于或后于恐龍滅絕的其他滅絕事件。恐龍滅絕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—二疊紀的生物來說，恐龍的滅絕事件還不是最“悲慘”的。

　　“地質(zhì)歷史時期最大規(guī)模的生物滅絕事件就發(fā)生在二疊紀末期，有統(tǒng)計顯示，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期全部都滅絕了。”沈樹忠說。

　　到了二疊紀末，四射珊瑚、蜓、鈣質(zhì)海綿、腕足類、三葉蟲等固著海底、被動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—二疊紀植物群以蕨類為主，在濱海沼澤地帶形成森林，但至二疊紀末快速消亡，被矮小的裸子植物代替。四足類的脊椎動物在晚石炭世出現(xiàn)，二疊紀迅速發(fā)展成為最有代表性的陸生動物，在晚二疊世曾出現(xiàn)身長達5～6米的、像哺乳類的爬行類動物——獸孔類。但至二疊紀末，63%的四足類的科迅速滅絕。

　　滅絕之謎

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

　　目前對生物大滅絕的原因有多種不同的解釋，還沒有一個公認的一致說法。一種比較普遍認同的觀點認為可能與二疊紀晚期頻繁的火山噴發(fā)有關。地質(zhì)研究證據(jù)顯示，二疊紀末發(fā)生過大規(guī)�；鹕奖�發(fā)，當時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，同時釋放大量的二氧化碳，導致溫室效應，而致使動植物滅亡。

　　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，也有人認為二疊紀末存在有類似于白堊紀末的天體撞擊事件，撞擊地點可能位于西澳地區(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，科學家們對這個重要歷史事件發(fā)生的原因、機制、當時的環(huán)境、整個過程延續(xù)的時間等并不十分清楚，各種說法一直以來都未有充分證據(jù)證明，二疊紀末生物大滅絕的原因還是個謎。美國著名的科學家道格拉斯·艾爾文把二疊紀末大滅絕形容成“東方快車上的謀殺案”，認為是有很多種不同的因素共同作用造成了二疊紀末生物大滅絕事件。

　　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)境嚴重惡化引起的。近幾十年來，由于人類活動加劇了生態(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。國際自然資源保護聯(lián)合會發(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候�？茖W家發(fā)現(xiàn)，人類活動造成的物種滅絕比自然滅絕的速度高1000倍，平均每小時就有一個物種滅絕。

　　據(jù)保守估計，當今地球上每年滅絕約3萬個物種，這種滅絕速率比史前正常狀態(tài)(每年滅絕約3個物種)快了近萬倍，遠遠超過史前任何一次大滅絕事件。按史前五大滅絕強度和規(guī)模，有學者認為當今生物界已進入了“第六次大滅絕”時期，甚至認為現(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注，也成為各國科學家研究的熱點。

　　從石炭紀到二疊紀，無論是生物的演化和當時氣候條件等等，都處在一個比較穩(wěn)定的階段，但是到了二疊紀晚期的時候，環(huán)境開始急劇惡化。這種突然巨變的機制是什么?現(xiàn)在科學界還不清楚。有科學家提出，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、溫室效應等等，都與二疊紀末期的環(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、相互促進的共同體。地球環(huán)境創(chuàng)造了生命，生命發(fā)展促進了環(huán)境變化。地質(zhì)時期的一些重大生命轉折都直接與重大全球變化相關聯(lián)，而且重大全球變化時期是生物與環(huán)境關系顯現(xiàn)最為明確的時期。種種跡象表明，當今地球正面臨一次新的轉折，地球環(huán)境惡化、生物多樣性劇減，正嚴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愛。人類正在見證一次新的生物大滅絕嗎?