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[科普中国]-生物集群灭绝:生命演化中的自然现象

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生物的灭绝与新生是生命演化中的自然现象,几乎每时每刻都在发生。已有的统计数据表明,地球上的生物平均以每100万年2~5个科的速率在灭绝;地球上曾存活过10~40亿种动物、植物和真菌类,其中97%以上已经灭绝。

三叠纪-侏罗纪灭绝事件

轰动全球的5次生物集群灭绝

在整个生命历史中,生物的更替是以不均衡的速度发生的。自显生宙以来的5.4亿年中至少发生了22次生物灭绝事件,具有全球影响的生物集群灭绝就有以下5次。

奥陶纪-志留纪生物集群灭绝发生在距今4.4亿年,由前后两幕组成,其间相隔50万~100万年。第一幕是生活在温暖浅海或较深海域的许多生物灭绝了,灭绝的属占当时属总数的60%~70%,灭绝种数更高达80%。第二幕是那些在第一幕灭绝事件中幸存的、生活在较冷水域的生物又遭灭顶之灾。

晚泥盆世生物集群灭绝发生在3.75亿年前,其灭绝的科占当时科总数的30%,灭绝的海洋动物达70多科,陆生生物也遭受了重创。这次灭绝事件的时间较长,规模较大,受影响的门类也多。

二叠纪末生物集群灭绝发生在2.52亿年前。是5次集群灭绝中规模最大的一次,造成了陆生生物大约70%的科和海洋生物95%的物种消失,繁盛于古生代早期的三叶虫、四射珊瑚、床板珊瑚、超类有孔虫以及海百合等全部灭绝,生物礁生态系统全面崩溃,古生代海洋中由海百合—腕足动物—苔藓虫组成的表生、固着生物群落迅速退出历史舞台。

三叠纪末生物集群灭绝发生在2.08亿年前。虽然三叠纪末集群灭绝造成的影响相对轻微,是5次集群灭绝中最弱的,但也有1/3的科灭绝。

白垩纪末生物集群灭绝发生在6550万年前,标志着中生代的结束。26%左右的科,超过半数的属,75%的种在这次集群灭绝中消失。这次集群灭绝事件冲击了海洋和陆地的生态系统,此后新生代的生物面貌为之一新。

历史上第一次生物大灭绝

现在正处于第六次生物集群灭绝吗?

第六次生物集群灭绝可能始于1.1万年前的新石器时代,那时人类已拥有较好的工具,可以较容易地猎杀野生动物。从200多年前人类的工业革命时代开始,人类生产力突飞猛进,大片森林被砍伐,大量野生动物被猎杀,大片矿山被开采,大批工厂的废气和废物被排放,地球生态环境遭到极大的破坏。

已知现存哺乳动物有5000多种,但其中1/4可能将灭绝;现有1211种鸟类濒临灭绝,占总数的1/8;全球濒临灭绝的植物种类占全部物种的47%!在以往的集群灭绝时期,平均每天也就几个种被灭绝,而如今每天被灭绝物种猛增至100个,若按此计算,100年内365万个物种将灭绝。如果全世界现有的生物有2000万种,那么不消1000年,地球上的物种将消失殆尽。而今日物种灭绝的速率比史前正常情况下每年灭绝3个种要快近10000倍,比形成新物种的速率快了100万倍,这样的灭绝速率远远超过史前任何一次集群灭绝。因此在某种意义上讲,或许称之为第六次集群灭绝也不为过。

不过也有学者认为,人类对当今地球生物多样性的了解还远远不够,人类短暂的历史还无法感受生命集群灭绝的整个过程,更何况自然界自身调节的能力远比人类所认识的要强大。目前就断言正在发生第六次集群灭绝,证据似乎不够充分。

生物集群灭绝的“元凶”

造成生物集群灭绝的原因是复杂多样的,每一次集群灭绝的原因也不尽相同。一般认为,气候变化及其相关事件是造成奥陶纪-志留纪两幕生物灭绝的主要原因。泥盆纪末的集群灭绝是一次与奥陶纪末相似的全球变冷事件,有人认为. 彗星撞击事件可能是这次集群灭绝的诱因。二叠纪末集群灭绝则是大规模地下岩浆活动造成地表甲烷释放以及火山喷发等共同作用的结果。三叠纪末集群灭绝发生在气候长期变化、海平面快速波动,并伴有发生地球内外灾难的背景下。对于造成白垩纪生物灭绝的主要因素,目前人们普遍接受的是小行星撞击学说,当然也有其他不同的看法。

此外,生物的大辐射和集群灭绝息息相关,当生物集群灭绝时,并非地球上的生物全都灭绝了,而总有些适应性很强的,或处在环境没有严重恶化地方的生物会幸存,并度过残存期。在集群灭绝中灭绝的大多是适应性不强、较原始的生物。它们退出历史舞台,也就为适应性较强、较进步的生物创造了生存的空间。当地球生态环境开始好转时,这类生物会迅速活跃起来并占领灭绝生物遗留下的空间。与此同时,在新的环境下还会出现许多新的物种,使生物界逐渐进入大发展的时期,这就是所谓的生物大辐射。

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