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科学家称2.52亿年前微生物释放大量甲烷进入地球大气层引发生物大灭绝

收藏 打印 发给朋友 来源: 中国化石网 网站编辑:杨毅
热度331票 浏览959次 时间:2014年4月09日 09:27

科学家称2.52亿年前微生物释放大量甲烷进入地球大气层引发生物大灭绝

科学家称2.52亿年前微生物释放大量甲烷进入地球大气层引发生物大灭绝(中国化石网配图)

(中国化石网)据凤凰科技(编译/严炎刘星):路透社报道,近日科学家们声称2.52亿年前一种微生物释放了大量的甲烷进入地球大气层,从而引发全球性灾难,导致90%的海洋物种和70%的陆地脊椎动物灭绝。这是研究人员提出的一种假设,旨在解释科学界长久存在的谜题之一:在二叠纪末期究竟发生了什么导致地球历史上第五次大灭绝的发生。这场灾难事件规模之庞大,使得6500年前小行星撞击地球导致恐龙灭绝的事件看起来简直是小巫见大巫。

这一假设暗示着甲烷八叠球菌属是单细胞有机物的一员,它与名为古生菌的细菌有所不同,后者没有细胞核和其它常见细胞结构。“二叠纪末期发生的大灭绝几乎横扫了所有物种,”研究学者之一、美国麻省理工学院的生物学家格雷格·富尔尼埃(Greg Fournier)这样说道。“大多数勉强幸存的物种都命垂一线,只有非常少的物种存活下来的,很可能纯属偶然。” 富尔尼埃解释道。

之前针对二叠纪大灭绝事件提出的观点包括小行星撞击和大规模火山爆发。但这些研究学者认为需要一台显微镜来查明真凶。甲烷八叠球菌属在生长过程中会喷出大量的甲烷至地球大气层,这导致全球气候急剧变热,海洋酸性水平增加从而改变海洋的化学过程,导致这样的环境不适合很多物种生存。

马蹄铁形类似螃蟹的三叶虫和海蝎曾经在海洋里生活了几亿年,在这场事件后就完全消失了。其它海洋生物也没有幸免于难,包括一些常见的生物,例如有触须的菊石类和贝壳。而陆地上大多数主要的爬行动物也灭绝了,只有极少数物种幸存下来,包括现代哺乳动物的祖先。

“陆地脊椎动物花了3000万年的时间才恢复与大灭绝之前相同程度的生物多样性,而此时海洋和陆地上的生命发生了彻底的改变,主要是由完全不同的动物群体所主宰。” 富尔尼埃解释道。第一批恐龙出现于大灭绝事件后2000万年。“其中非常重要的一点是,自然环境对微生物的进化非常敏感。”带领这项研究的美国麻省理工学院地球物理学教授丹尼尔·罗斯曼(Daniel Rothman)这样说道。

最好的例子便是25亿年前参与光合作用的细菌的出现,它们释放出大量氧气至地球大气层,为之后动物的出现铺平了道路。在现代仍能够在一些地方发现甲烷八叠球菌属,例如油井、垃圾场和奶牛等动物的内脏里。甲烷八叠球菌属在二叠纪危机发生之前已经存在,但基因证据表明它们在这个过程中获得了一个新的特性,主要是通过名为“基因转移”过程从别的微生物转移而来的。

随后甲烷八叠球菌属忽然变成甲烷的主要生产者,主要是通过消耗海底沉积物积累的有机碳。如果没有合适的矿质营养,这种生物也无法广泛的繁殖。但研究人员发现同时期西伯利亚灾难性的火山喷发导致海洋镍浓度的上升,这种金属元素恰好促进了微生物的生长。

富尔尼埃认为火山喷发并非是大规模灭绝的原因,而更像是个催化剂,“它就像个炸弹的导火索,而非炸弹本身。”虽然单个甲烷八叠球菌属微生物非常小,但它们的大量和普遍存在产生了巨大的累积效应,从地球化学的角度看,它们才是地球的统治者。二叠纪大灭绝延续了上万年,它与小行星撞击导致的生物忽然灭绝有所不同。

地球上最著名的的地球大灭绝事件发生在6500万年前,当时小行星撞击地球横扫了统治地球陆地环境的恐龙和很多海洋物种。4.4亿年前、3.65亿年前和2亿年前也曾发生巨大的动物灭绝事件。这项研究被发表在《美国国家科学院院刊》上。

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