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—二疊紀地質(zhì)大會(huì )”在南京成功舉行。來(lái)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，及我國石炭紀—二疊紀研究領(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—二疊紀大會(huì )在北京首次召開(kāi)。20年后，國際石炭紀—二疊紀地質(zhì)大會(huì )在中國的再次召開(kāi)，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(xué)術(shù)界的地位，具有重要的學(xué)術(shù)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(guān)鍵的時(shí)期

　　石炭紀和二疊紀是古生代的最后兩個(gè)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(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)期由于大規模的板塊活動(dòng)而形成的;石炭紀—二疊紀早期還發(fā)生了最大規模的冰川事件;石炭紀也是地球歷史中最大規模的碳埋藏時(shí)期，世界各地目前開(kāi)采的大量煤炭資源就是在那個(gè)時(shí)期形成的。

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

　　中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所研究員沈樹(shù)忠在接受記者采訪(fǎng)時(shí)介紹說(shuō)，參加“第16屆國際石炭紀—二疊紀地質(zhì)大會(huì )”的中外科學(xué)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(zhù)石炭紀—二疊紀生物群與氣候變化、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)、二疊紀末大滅絕及其環(huán)境背景、“金釘子”與全球對比、地球時(shí)間系統等展開(kāi)了廣泛的研討交流。

　　我國近年來(lái)開(kāi)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(xué)和地層學(xué)研究等受到國內外專(zhuān)家的關(guān)注。由已故金玉玕院士領(lǐng)導的國際工作組建立了以中國樂(lè )平統為代表的國際標準，把二疊紀最上部的兩個(gè) “金釘子”分別釘在了浙江長(cháng)興煤山和廣西來(lái)賓蓬萊灘剖面，圍繞著(zhù)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(lái)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和二疊紀地層分會(huì )的選舉委員，在國際石炭紀—二疊紀的相關(guān)研究中發(fā)揮了實(shí)質(zhì)性的作用。

　　超級大滅絕

　　生物滅絕是指生物類(lèi)群無(wú)力適應環(huán)境變化而繼續生存，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，為常規速率的滅絕。但有些時(shí)期大量生物類(lèi)群在短時(shí)間內消亡，而且波及全球，造成突然集群滅絕的現象，被古生物學(xué)家稱(chēng)為生物大滅絕。自寒武紀生物大爆發(fā)以來(lái)共發(fā)生過(guò)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：“這是一次超級大滅絕，海洋生物的種類(lèi)降低到原來(lái)的十分之一以下，生態(tài)系統也徹底得到更新，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(méi)有使生物演化進(jìn)程產(chǎn)生如此重大的轉折。”

　　長(cháng)期以來(lái)，

　　恐龍滅絕之謎一直令人津津樂(lè )道，其實(shí)從18世紀后期至今，世界各國的科學(xué)家們不僅研究了恐龍滅絕的真實(shí)過(guò)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—二疊紀的生物來(lái)說(shuō)，恐龍的滅絕事件還不是最“悲慘”的。

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

　　到了二疊紀末，四射珊瑚、蜓、鈣質(zhì)海綿、腕足類(lèi)、三葉蟲(chóng)等固著(zhù)海底、被動(dòng)攝食的門(mén)類(lèi)相繼消亡或大量消減，生物礁生態(tài)系統全面崩潰、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(lèi)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(lèi)的脊椎動(dòng)物在晚石炭世出現，二疊紀迅速發(fā)展成為最有代表性的陸生動(dòng)物，在晚二疊世曾出現身長(cháng)達5～6米的、像哺乳類(lèi)的爬行類(lèi)動(dòng)物——獸孔類(lèi)。但至二疊紀末，63%的四足類(lèi)的科迅速滅絕。

　　滅絕之謎

　　從目前科學(xué)家們掌握的資料來(lái)看，二疊紀末生物大滅絕是在很短的時(shí)間內快速發(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?zhuān)�還沒(méi)有一個(gè)公認的一致說(shuō)法。一種比較普遍認同的觀(guān)點(diǎn)認為可能與二疊紀晚期頻繁的火山噴發(fā)有關(guān)。地質(zhì)研究證據顯示，二疊紀末發(fā)生過(guò)大規�；鹕奖�發(fā)，當時(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，導致溫室效應，而致使動(dòng)植物滅亡。

　　也有研究發(fā)現，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(lèi)似于白堊紀末的天體撞擊事件，撞擊地點(diǎn)可能位于西澳地區，造成大量生物瞬間死亡，但此類(lèi)推論尚缺乏足夠的證據。

　　目前，科學(xué)家們對這個(gè)重要歷史事件發(fā)生的原因、機制、當時(shí)的環(huán)境、整個(gè)過(guò)程延續的時(shí)間等并不十分清楚，各種說(shuō)法一直以來(lái)都未有充分證據證明，二疊紀末生物大滅絕的原因還是個(gè)謎。美國著(zhù)名的科學(xué)家道格拉斯·艾爾文把二疊紀末大滅絕形容成“東方快車(chē)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(lèi)正在見(jiàn)證新一輪生物大滅絕?

　　已有研究顯示：生物大滅絕無(wú)一例外是由全球環(huán)境嚴重惡化引起的。近幾十年來(lái)，由于人類(lèi)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(lái)了嚴重的后果，也威脅到人類(lèi)自身的生存。這使人們不得不產(chǎn)生這樣的疑問(wèn)，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(chēng)，50年后，100多萬(wàn)種陸地生物將從地球上消失。國際自然資源保護聯(lián)合會(huì )發(fā)表的《2004年全球物種調查》顯示：全球有超過(guò)15000種地球物種瀕臨滅絕，滅絕速度超過(guò)了以往任何時(shí)候�？茖W(xué)家發(fā)現，人類(lèi)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。

　　據保守估計，當今地球上每年滅絕約3萬(wàn)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(wàn)倍，遠遠超過(guò)史前任何一次大滅絕事件。按史前五大滅絕強度和規模，有學(xué)者認為當今生物界已進(jìn)入了“第六次大滅絕”時(shí)期，甚至認為現代人類(lèi)才真正遭遇到生物大滅絕的過(guò)程。生物與環(huán)境協(xié)調發(fā)展問(wèn)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)。

　　從石炭紀到二疊紀，無(wú)論是生物的演化和當時(shí)氣候條件等等，都處在一個(gè)比較穩定的階段，但是到了二疊紀晚期的時(shí)候，環(huán)境開(kāi)始急劇惡化。這種突然巨變的機制是什么?現在科學(xué)界還不清楚。有科學(xué)家提出，地球現在的生態(tài)環(huán)境和氣候系統，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，這需要引起我們人類(lèi)的高度重視。

　　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)系顯現最為明確的時(shí)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(zhù)人類(lèi)的生存和自然資源的可持續發(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(ài)。人類(lèi)正在見(jiàn)證一次新的生物大滅絕嗎?