漫談集群絕滅
來源:網(wǎng)絡(luò) 2009-07-02 17:13:56
在地球的歷史進(jìn)程中,發(fā)生過多次的生物集群絕滅事件。其中,最為著名的一次是發(fā)生在白堊紀(jì)末期的恐龍大絕滅事件,這些絕滅事件引起了科學(xué)家們的極大興趣,因?yàn)檫@不僅關(guān)系到生物演化的進(jìn)程,也涉及到我們?nèi)祟愖陨砦磥淼陌l(fā)展。下面,我們一起回顧歷史上較為著名的一些絕滅事件。
已知最早的集群絕滅事件發(fā)生在前寒武紀(jì)晚期,具體的時間大約在6億年以前。在這一時期,早期的埃迪亞卡拉型的后生動物消失,為寒武紀(jì)初期小殼類動物的大輻射開辟了道路。
緊接著,在寒武紀(jì)晚期發(fā)生了一系列的絕滅,可能多達(dá)5次。其中,以三葉蟲動物群的變化為標(biāo)志,無鉸腕足類也受到了影響。在這一時期,海生動物分異度增大,尤其是有鉸腕足類、珊瑚、魚類、腹足類和頭足類變異更為顯著。
在晚臭陶世,海生動物群發(fā)生了巨大的變化,超過 70%的物種絕滅了。所有的造礁動物,以及腕足動物、棘皮動物、介形類和三葉蟲的許多科都絕滅了;在絕滅發(fā)生的同時,氣候也發(fā)生了很大的變化。南大陸漂過了南極,開始了一個漫長的冰期。冰川向北方的各個地區(qū)延伸,使南部海洋降溫,海水結(jié)冰,以至全球海平面降低。極地動物群移向熱帶,而溫水動物群則由于熱帶的消失而絕滅。
發(fā)生在晚泥盆世的絕滅是歷史上最著名的5次絕滅之一。這一絕滅似乎持續(xù)了1千萬年以上。象泥盆紀(jì)典型的甲胄魚類一樣,自由游泳的頭足類大多數(shù)也絕滅了。大規(guī)模的絕滅也發(fā)生在皺紋珊瑚和床板珊瑚、有鉸腕足類、海百合、層孔蟲、介形類和三葉蟲中。對于這一絕滅事件的原因,人們一般認(rèn)為可能在于氣候的變冷、海底缺氧或星外物體大撞擊的影響。
在所有絕滅事件中,最令人震驚的和難以理解的是二疊--三疊紀(jì)(P/T)的大絕滅。海洋中大多數(shù)占統(tǒng)治地位的古生代的群體生物或者消失或者大大減少,包括皺紋珊瑚和床板珊瑚、有鉸腕足類、窄唇苔蘚蟲,有莖棘皮動物、三葉蟲和菊石,在陸地上也發(fā)生了巨大的變化,大量的植物、昆蟲和四足動物絕滅了,同時,新種類出現(xiàn)了。人們普遍認(rèn)為,這次絕滅的原因似乎可以歸結(jié)于地球本身。在這一時期,大陸合并形成泛大陸,淺海減少,全球變暖,海洋可能變得缺氧。
三疊紀(jì)的絕滅事件很重要,但影響范圍不是很大。由于大多數(shù)的菊石、腕足動物、雙殼動物、腹足動物的許多科以及海生爬行動物的最后消失,人們很久以來就認(rèn)識到在三疊紀(jì)和侏羅紀(jì)的界限處發(fā)生了一次海生生物集群絕滅。在晚三疊世初期,也發(fā)生過一次絕滅事件。在海洋中,造礁動物、菊石和棘皮動物有了很大的變化;在陸地上,變化更為顯著;許多兩棲動物和爬行動物消失了,隨之而來的是恐龍、翼龍以及喙頭晰、鱷類和哺乳動物的大輻射。這次絕滅原因可能在于泛大陸解體的開始,大西洋的形成以及各大陸漂離熱帶所導(dǎo)致的氣候變化。
侏羅紀(jì)發(fā)生的集群絕滅在規(guī)模上較小。早侏羅世和晚侏羅世的絕滅事件似乎主要局限于歐洲,由于缺氧而導(dǎo)致底棲雙殼動物、腹足動物、腕足動物和自由游泳的菊石的絕滅。除了歐洲,其它地區(qū)沒有發(fā)現(xiàn)什么絕滅的證據(jù)。至于中侏羅世的絕滅,有關(guān)的文獻(xiàn)很少,可能涉及頭足類的絕滅。
早白堊世的集群絕滅事件在整個絕滅模式中屬于“小型”的。絕滅在有孔蟲、頭足類、海膽、海綿、硬骨魚和原來重要的海生爬行動物魚龍中較為顯著。絕滅的原因可能與海平面的上升和氣候變冷或板塊碰撞有關(guān)。
白堊紀(jì)--第三紀(jì)(K/E)集群絕滅是最為著名的一次絕滅。對于公眾而言,代表著恐龍的絕滅,對于研究者來說,意味著供研究用的極其豐富的地質(zhì)材料。不僅恐龍,而且還有翼龍、蛇頸龍、彩蜥、菊石、箭石以及大多數(shù)的有孔蟲消失了。關(guān)于這次絕滅原因的假說不下數(shù)十種,至今尚未有一個統(tǒng)一的意見。有人認(rèn)為是長期的氣候變化引起的,有人認(rèn)為是天外撞擊事件導(dǎo)致大量生物瞬間消失的。這些將在盾面回顧。
早第三紀(jì)發(fā)生過一系列的絕滅事件,涉及到藻類和真骨魚,以及一些哺乳動物的絕滅。
最近的絕滅事件發(fā)生在更新世末期。當(dāng)巨大的冰席退出歐洲和北美時,大型哺乳動物,如猛犸象和乳齒象絕滅了。一些絕滅與氣候的變化有關(guān),另一些可能是由于人類的活動而造成的。然而,大型哺乳動物的絕滅,從全球的角度看,只不過占物種的1%。
經(jīng)常被忽略的一次集群絕滅發(fā)生在今天。比如,從1600年來,大約1%的鳥類已經(jīng)絕滅了,而且還有大約205的鳥類瀕臨滅絕,并且可能在下個世紀(jì)消失。一般來說,集群絕滅期間每百萬年有 15-20個科絕滅。但是,現(xiàn)生生物也許每十年就有數(shù)十個科絕滅。這一絕滅比率,顯然超過了地球歷史上任何一次集群絕滅。
科學(xué)家們在對以上的絕滅進(jìn)行研究時發(fā)現(xiàn),這些集群絕滅事件雖然具有一些共同特征,比如,很多物種滅絕,可能超過現(xiàn)存種的 30%;滅絕的物種分布于很廣的生態(tài)環(huán)境,包括了海生的、非海生的、植物和動物、徽體的和個體較大的,絕滅發(fā)生在一個較短的時間內(nèi),從而表明是一個或幾個相關(guān)的原因引起的。但也有不同之處。因此,迄今尚未有一個統(tǒng)一的集群絕滅的定義。
人們試圖從統(tǒng)計(jì)學(xué)角度定義集群絕滅。一般來說,作為正常的生物演化,生物在種、屬和科一級的絕滅總在發(fā)生。因此,科學(xué)家們試圖借助統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法,從“正常”的生物絕滅率中分離出“較高”的絕滅率,以此來定義集群絕滅。
芝加哥大學(xué)的大衛(wèi)?勞普和杰克?塞普科斯基統(tǒng)計(jì)了在過去的6億年中生物的地史分布。他們發(fā)現(xiàn),生物的全球平均絕滅率在下降,而且,他們發(fā)現(xiàn)在正常絕滅區(qū)域外,有5個分別對應(yīng)于晚奧陶世、晚泥盆世、二疊一三疊紀(jì)(P/T)、晚三疊世和白堊紀(jì)一早第三紀(jì) (K/E)的點(diǎn)集,即對應(yīng)“5個大的”已知的集群絕滅。因此,他們得出結(jié)論:從定量的角度,集群絕滅事件可以從正常時期的絕滅背景中分離出來,并且,回歸的方法為定量定義集群絕滅提供了工具。
盡管有人指出,他們的方法有一些缺陷,但是,古生物學(xué)家仍然同意通過他們這一方法分辨出的 5個事件是真正的集群絕滅,并且還存在另外一些集群絕滅。集群絕滅在規(guī)模上有一定的變化,它們從規(guī)模上可以被劃分為大型,中型和小型的。“中型”的集群絕滅表明 20%-30%的科和大約50%的種絕滅,而“小型”的集群絕滅則只有約10%的科和20-30%的種的消失。
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