变化的浪潮：3 . 9亿-3 . 85亿年前海平面和气候如何改变南极的海洋生态系统

插图是在南非发现的常见无脊椎动物化石。从左顺时针方向:Australospirifer和Australocoelia的腕足动物壳层，三叶虫Eldredgeia，Rhipidothyris的腕足动物壳层，蛇尾类层。中间是一只登记在册的三叶虫，属于Burmiesteria。鸣谢:地球科学评论(2023)。DOI: 10.1016/j.earscirev

（化石网cnfossil.com）据威茨大学：在泥盆纪早期-中期，一大片被称为冈瓦纳大陆的大陆——包括今天的非洲、南美洲和南极洲的部分地区——位于南极附近。不像今天的冰天雪地，那时气候更温暖，海平面更高，淹没了大部分土地。

Malvinoxhosan生物群是一群生活在较冷水域的海洋动物。它们包括各种贝类，其中许多现在已经灭绝。

“近两个世纪以来，这些动物的起源和消失一直是个谜，”卡梅伦·佩恩-克拉克博士说，他是一项新研究的第一作者，这项研究题为“南非Malvinoxhosan (Malvinokaffric)生物区的兴衰:南极早中泥盆世生物上升的证据”，发表在《地球科学评论》上。

研究人员收集并分析了大量的化石数据。他们使用先进的数据分析技术，根据在远古岩石层中发现的化石类型对其进行分类。想象一下，这就像是在一个蛋糕的各层中进行分类，每一层都有不同的配料。然后，他们确定了至少7到8个不同的层，每一层都显示出随着时间的推移，海洋动物的种类越来越少。然后将这些发现与环境和海平面的变化进行比较，并与那个古代时期的全球气温记录进行比较。

他们发现，这些海洋动物经历了不同物种数量下降的几个阶段，这与海平面和气候的变化有关。这是一个艰难的过程。

Penn-Clarke博士说:“这项研究大约进行了12-15年，这不是一个容易的旅程。”"我只能通过顽强的坚持和毅力来克服所有不同的挑战。"

显示早中泥盆世南非海平面和环境变化与生物多样性之间关系的简图。鸣谢:地球科学评论(2023)。DOI: 10.1016/j.earscirev

他们的研究表明，Malvinoxhosan生物群在长期的全球变冷中存活了下来。佩恩-克拉克博士阐述道，“我们认为，较冷的条件允许环极地热屏障的产生——本质上是极地附近的洋流——隔离了这些动物，并导致了它们的专业化。”

随着气候再次变暖，这些动物消失了。取而代之的是更通用的海洋物种，它们能很好地适应更温暖的水域。早中泥盆世海平面的变化可能破坏了南极保持海水凉爽的天然海洋屏障。这使得赤道附近地区的温暖海水流入，为在温暖条件下茁壮成长的海洋动物进入这些地区创造了条件。

结果，这些暖水物种逐渐接管，导致专门的冷水Malvinoxhosan海洋动物的减少并最终消失。

Malvinoxhosan生物群的灭绝导致了极地生态系统的彻底崩溃，因为这些地区的生物多样性再也没有恢复。

“这表明极地环境和生态系统的功能完全崩溃，永远无法恢复，”佩恩-克拉克博士补充说。他把这项研究比作玩智力游戏。

这是一个3.9亿年前的谋杀之谜。他指出:“我们现在知道，海平面和温度变化的综合效应是这次灭绝事件背后最有可能的‘确凿证据’。”目前还不知道这一灭绝事件是否可以与其他地方在早-中泥盆世期间同时发生的已知灭绝事件相关联，因为研究人员根本没有任何真正好的年龄推断。谜团进一步加深，而且还远未结束。

有趣的是，在南美洲也观察到了由海平面变化控制的生物多样性的类似下降。这表明了在此期间影响南极地区的更广泛的环境变化模式，并强调了极地生态系统的脆弱性，即使在过去也是如此。

“考虑到我们今天面临的生物多样性危机，这项研究非常重要，”佩恩-克拉克博士说。“它证明了极地环境和生态系统对海平面和温度变化的敏感性。不幸的是，发生的任何变化都是永久性的。”