解密2．5亿年前的生物大绝灭

本题提示

2．5亿年前的生物大绝灭是地球有生物历史以来规模最大、影响最深远的一次生物大绝灭。最新的研究结果动摇了传统分期绝灭的观点，并向达尔文适者生存的进化论提出挑战。

记者：7月21日的美国《科学》杂志发表了您和您的同事关于2．5亿年前的生物大绝灭的研究论文，引起了全世界的广泛关注，您能否介绍一下何为生物大绝灭以及2．5亿年前的生物大绝灭的基本情况？

金玉[王干]：生物大绝灭是指世界上相当多的种类在极短的地质时间内消亡，被新生物替代，所以又称生物演化进程中的“革命”。

地球上自六亿年前出现生物以来，曾发生六次重大的生物绝灭事件。6500万年前恐龙绝灭最为著名，但规模最大、影响最深远的一次发生在2．5亿年前，这是一次超级大绝灭，海洋生物的种类降低一半，占领海洋近3亿年的主要生物从此消失、衰败，让位于发展至现代的新生物门类，陆地上两栖类和爬行类的2／3绝灭了；昆虫自3．9亿年前出现后遭遇了第一次、也是演化史上唯一的一次大绝灭，生态系统彻底更新。这一次生物大绝灭成为古生代向中生代转折的里程碑。

记者：这项研究在学术上有怎样的创新性呢？

金玉[王干]：我们的研究提出了古生代和中生代之交的生物大绝灭为爆发性，它动摇了分期绝灭的传统观点。

另外，我们的研究指出大绝灭在生物演化中的重要性可以与自然选择相比拟。这一观点对达尔文学说提出挑战，达尔文认为生存竞争对演化和绝灭的影响比自然环境的作用大得多。而我们的研究结果显示：正常条件下的适应演化结果并不能抵御灾难性环境变化带来的绝灭。显然，大绝灭促使统治种类灭亡，为新种类的发展提供机遇，使整个生态系统得以重新组织。

记者：究竟是什么原因导致了2．5亿年前生物大绝灭的爆发呢？

金玉[王干]：2．5亿年前，西伯利亚的火山喷发，熔岩覆盖的面积与现代欧洲差不多，体积为150万立方公里甚至更多，而著名的美国海伦火山喷出的溶岩不过1平方公里。大喷发产生了一系列效应，喷射到大气平流层中的火山灰和硫化物遮天蔽日，使气温骤然变冷，尔后，积聚的二氧化碳又造成高温，同时，海平面又迅速回升。这一灾变使生物界整整沉寂了5百万年，而一般大绝灭之后的复苏期只有1百万年左右。

在大绝灭前的古生代末期的海洋里多为固着海底、被动摄食的生物，包括孔虫、珊瑚和各种海百合等，然而浩劫后的浅海只有种类单调的蚌类、菊石和少量螺类，也没有生物遗体堆积而成的煤、生物礁和燧石。适者生存的理念在强大的灾变作用下显得苍白无力，那些不起眼的种类却得以生存。

记者：刚才您提到这次大绝灭是爆发性的事件，这是怎样推断出来的？

金玉[王干]：过去20年的野外观察和采集的经验表明，大绝灭似乎分三次突发性事件进行。但是随着数学、计算机科学、地球化学等其他学科的发展，古生物学研究进入一个全新领域。

我们对在煤山发现的333个化石种出现的位置，根据高精度的同位素年龄值进行换算，计算出年龄值，分析化石种的可信度。经过反复分析和资料检验，结果都出乎意料，观察到的化石属的地层延续范围加上相应的置信区间之后，大多数属最后出现的位置都落在一个狭窄的时间带内，所表现出来的绝灭并不是多年来专家们所认为的分三次进行，而是一次爆发性的大绝灭。

记者：为什么选择煤山作为研究剖面？

金玉[王干]：20多年前，南京地质古生物研究所赵金科、盛金章院士等研究了煤山的每一层岩石的化石，陆续采集到15个大类的近400种化石，证明煤山的地层记录是世界上最完整的。从此以后，煤山剖面声名远扬。

煤山剖面目前逐渐成为世界上研究程度最高的经典性剖面，近几年取得令人瞩目的重大进展。一方面，这里的地层成为国际对比研究的标准。预料国际地质科学联合会不久即将批准煤山作为古生代与中生代地层分界的全球标准所在地。这是确立全球地质时间一个重要的“金钉子”。另一方面，这里又是一个国际著名的野外实验室，是试图破解古、中生代之交大绝灭之谜的各国专家必须访问的地质圣地。特别值得注意的是，近年来专家们利用煤山等地火山灰层中锆石晶体等测定岩层年龄很有意义。1995年张志超与美国专家在《科学》杂志上发表了年龄数据，说明西伯利亚玄武岩喷溢与大绝灭都在2．51亿年前，可能是导致大绝灭的原因。