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“幽灵”超微化石球石藻首次现身 微型浮游生物比认为的更能承受地球之前的海洋温暖期

收藏 打印 发给朋友 来源: 化石网 网站编辑:化石猎人
热度56票 浏览30次 时间:2022年5月20日 10:02
“幽灵”超微化石球石藻首次现身 微型浮游生物比认为的更能承受地球之前的海洋温暖期

“幽灵”超微化石球石藻首次现身 微型浮游生物比认为的更能承受地球之前的海洋温暖期

“幽灵”超微化石球石藻首次现身 微型浮游生物比认为的更能承受地球之前的海洋温暖期

“幽灵”超微化石球石藻首次现身 微型浮游生物比认为的更能承受地球之前的海洋温暖期

“幽灵”超微化石球石藻首次现身 微型浮游生物比认为的更能承受地球之前的海洋温暖期

“幽灵”超微化石球石藻首次现身 微型浮游生物比认为的更能承受地球之前的海洋温暖期

“幽灵”超微化石球石藻首次现身 微型浮游生物比认为的更能承受地球之前的海洋温暖期

(化石网报道)据EurekAlert!:随着气候变化对海洋的影响,对软体动物、海胆和球石藻等海洋生物会如何继续形成其碳酸钙成分的预测在很大程度上依赖于过去变暖事件中微型浮游生物的化石记录。一种非常规的对全球黑色页岩沉积物中发现的海洋球石藻化石的研究方法如今揭示,浮游生物比传统化石证据所提示的对地球过去长期海洋暖化时期的承受能力要更强。

随着地球变暖和大气二氧化碳(CO2)含量的上升,海洋酸化和海水碳酸盐浓度的下降可能会影响形成碳酸钙外壳和骨架的海洋生物。这一点对于球石藻或微型浮游生物来说尤其如此,因为它们是最具生产力的海洋钙化物,而且它们在全球生物地球化学过程中发挥着核心作用;即便如此,预测它们对未来环境变化的反应仍是一个挑战。在以往的全球变暖事件中(如发生在大约1.83亿年前的早侏罗纪时的托阿尔阶海洋缺氧事件,或Toarcian OAE),微型浮游生物化石的减少被解读为“生物钙化危机”,即海洋酸化和相关环境因素损害了碳酸钙的产生。然而,有些人认为,这些碳酸钙的下降是由这些变暖事件期间海底碳酸盐的溶解引起的,因此在引发生物钙化危机之前,必须更好地展示微型浮游生物对海洋酸化反应的独立证据。

Sam Slater和同事利用扫描电子显微镜检查对来自英国、德国、日本和新西兰的托阿尔阶岩石样本进行了其组成有机物类型的研究。除了传统的超微化石分析之外,Slater和其团队还专注于一种被忽视的保存形式——即印记(或“幽灵”)超微化石——它们会提供可能从较常规的研究身体化石记录中丢失的关键信息。在这样做的过程中,Slater等人意外地发现了大量的被压入较大有机颗粒(包括浮游生物、孢子和种子)表面的球石藻幽灵超微化石。作者在侏罗纪和白垩纪期间的几次推断的生物钙化危机中发现了保存完好的微型浮游生物印记化石,表明微型浮游生物比传统化石记录分析所提示的更能抵御过去的暖化事件。

作者说,这些发现表明,在他们所研究的时期中没有生物钙化危机的证据,至少对于形成方解石的浮游生物来说是如此,它们突显了对化石记录的字面解读可能会误导解释。Jorijntje Henderiks在相关的《视角》中更详细地讨论了这些发现。

相关报道:《科学》封面:“幽灵化石”首次现身!这项发现,关乎海洋未来

(化石网报道)据药明康德内容团队:球石藻是海洋中的一种常见浮游植物,或许很少有人了解这类生物的存在,但正是这些肉眼根本看不见的微型生物,掌控着海洋生物的命运:它们是地球上最重要的氧气生产者之一,它们也是海洋生态系统的重要基石。

但是,全球气候变化却可能对球石藻的生存造成影响。要知道,它们的骨骼是由碳酸钙组成的,而当人类活动排放的大量二氧化碳通过大气进入海洋中,酸性的海水让碳酸钙加速溶解。

我们想要知道,在未来的海洋环境中,这些至关重要的生物究竟会受到怎样的影响?它们对海水酸化的承受力有多强,反过来又会对海洋产生什么影响?

要预测未来,一个思路是从历史寻找答案。地球历史上发生过多次全球变暖事件,此前的化石记录显示,在全球变暖期间,球石藻的含量明显下降,显示了它们受到气候变暖与海洋酸化的严重影响。

但是,最新一期《科学》杂志的封面却提出了全新的观点:球石藻并不是消失了,而是如同“幽灵”一般藏在了其他化石的表面。这些以往始终被忽视的球石藻化石告诉我们,它们比我们想象得更能抵御气候变化的影响,这一发现也将帮助我们理解未来的海洋生态。

球石藻虽然体型微小,但在当今海洋中的含量极其丰富。死后,它们的钙质外壳沉入海底、堆积形成岩石。该团队研究的是地球历史上的3次变暖事件(分别在侏罗纪与白垩纪)。此前的古生物研究中,科学家在这些时期的岩石记录里很难找到球石藻化石,因此他们认为球石藻群落在酸化的海水中崩溃了。

但最新研究却在花粉等有机物化石中,发现了球石藻留下的印记。

“这些‘幽灵’化石的保持条件令人印象深刻,”论文作者之一,伦敦大学学院的Paul Bown教授说,“它们的尺寸非常小,直径只有5微米,还不到人类头发直径的十分之一。虽然这些球石藻自身早已被溶解,但它们在花粉上压出的印记细节却清晰可见。”

这些“幽灵”化石是海底的沉积物在转变为岩石时形成的,上方沉积物的压力将球石藻压入花粉、孢子等有机物的表面,随后岩石内的酸性海水溶解了球石藻,但它们在有机物表面的印痕却留了下来。

根据最新研究,在这3次变暖事件中,球石藻含量丰富、种类多样。这类“幽灵”化石或许在地质记录中十分常见,但由于保存方式过于出乎意料,因此它们总是被忽视了。

另一位论文作者,瑞典自然历史博物馆的Vivi Vajda教授说:“通常,当古生物学家找不到球石藻化石时,他们会认为这些浮游植物群落已经崩溃。但这些‘幽灵’化石告诉我们,化石记录有时会欺骗我们。还有我们意想不到的方式可以保存这些钙质浮游生物。”

浮游生物在酸性海水中比想象中更顽强,这样的结论对海洋会产生怎样的影响?

研究人员表示,在历史上的变暖事件中,海水底部会出现“死区”:这里的氧气浓度很低,造成大量海洋生物死亡。而根据这项研究的最新结论,浮游生物在这些时期依然大量繁殖,它们死后沉入海底、需要消耗大量底部的氧气。因此,海洋“死区”很可能比想象中的更加普遍。这不免令我们担忧:随着全球变暖的持续,海洋深处的生命或许将面临异常严苛的生存条件……

参考资料:

[1] Sam M. Slater et al., Global record of “ghost” nannofossils reveals plankton resilience to high CO2 and warming.Science(2022) DOI: 10.1126/science.abm7330

[2] Discovery of ‘ghost’ fossils reveals plankton resilience to past global warming events. Retrieved May 19, 2022 from https://www.eurekalert.org/news-releases/952860
TAG: 浮游生物 海洋 化石 球石藻
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