警惕生物“绝杀”重演

夏雯静

一个来自2.5亿年前警示距今2.5亿年的二叠纪末期的一个早晨。天气闷热，温度达到40℃。干旱的蔓延，使地面几乎变成了沙漠。没有树阴，只有一些矮小的植被。大海更是令人恐惧。海浪缓慢地拍打着寂静的海岸，大部分海岸线覆盖着腐烂的有机体，空气中弥漫着臭鸡蛋的味道，那是大海释放出来的剧毒硫化氢气体……只是在干涸的植被脚下的洞穴里，也许还可以发现一只蝎子、一只蜘蛛，或是一些有翅膀的蝇虫……这是发生在地质历史上最大的一次生物灭绝事件。 中科院南京地质古生物研究所的科学家，联合美、德、澳等众多国际知名科学家，历时15年对这一生物灭绝事件进行研究证明：温室效应，会使地球本身在某一天成为所有生命的巨大敌人，从而把生命推向不归之路。如果不加控制，现代人类将人为“重演”这一事件。这项研究获得2008年度江苏省科技进步一等奖。绝杀：生命痕迹宛如被剪刀剪过，齐刷刷消失二叠纪早期，地球已经是一个生机盎然的世界，物种繁盛，生物多样性超过了以往任何时候，森林中甚至出现了翅膀长达两米的蜻蜓。海洋生物在这一时期也十分繁盛。但是到了二叠纪末，却发生了地质历史时期上最大规模的生物灭绝事件。南京地质古生物研究所已故金玉玕院士曾撰文指出：“这是一次超级大灭绝，海洋生物的种类降低到原来的十分之一以下，生态系统也彻底得到更新，成为古生代和中生代的界石，其他各次的灭绝都远不及这次大灭绝，也没有使生物演化进程产生如此重大的转折。” “金玉玕院士领导的研究团队在华南等多个地质剖面上发现，二叠纪末期，生命的痕迹宛如被剪刀剪过一样，齐刷刷突然消失，速度之快，令人惊讶。”南京地质古生物研究所曹长群研究员介绍。有统计显示，地球上90%以上的海洋生物物种和75%左右的陆地生物物种，在这一时期全部灭绝了。“珊瑚大量死亡，已经在地球上生活了2.5亿年的三叶虫从此绝迹，生物礁生态系统全面崩溃。”二叠纪末的生物大灭绝是在很短的时间内快速发生的，是怎样一种力量摧毁了二叠纪繁盛的生物种群呢？“要解开如此大规模的生物灭绝事件之谜，需要从不同方面综合考量。”当时，由金玉玕院士牵头，联合美、德、澳等国多位地质古生物学家和多个实验室，对此展开了研究。南京地质古生物研究所从事古生物、化石、地球化学、沉积学和分子学等不同方向的研究人员，共同参加了这项研究。发现：剧毒硫化氢，成为绞杀生命的“剪刀”剪去生命痕迹的“剪刀”究竟是什么？科学家最初把“凶手”锁定在天外来客，认为在二叠纪末存在类似于恐龙时代的天体撞击事件，只有天地大冲撞才能造成如此迅速的生物灭绝。但随后的研究不支持这种猜想。 2003年，科学家在我国浙江长兴煤山钻了两口300米的深钻井，与澳大利亚帕斯盆地的岩芯样品同时进行了分子化石的分析。 “埋藏在地表深处的岩石不会受到现代生物的污染，研究结果更加真实。”曹长群说。曹长群的研究方向是分子化石，通过在化石中寻找有机物分子来寻找生命的痕迹，这是一门新兴的交叉学科。研究有了令人惊喜的发现。研究小组从两地的岩芯样品中，分别发现了来自于“绿硫细菌”的分子化石。“绿硫细菌”是一种适合生存于厌氧、硫化氢丰富的透光带环境中的菌类。2．5亿年前的古海洋中存在这种微生物，表明水体中有毒硫化氢含量较大并且缺氧。“海洋透光带约为洋面以下200米内的范围，这里有阳光照耀，是浮游生物的天堂，浮游生物通过光合作用制造营养，为海洋里的鱼类、腕足类、珊瑚类等生物提供食物。”专家分析，两地岩芯里都发现有喜欢硫化氢的“绿硫细菌”，说明生物大灭绝期间，存在全球性古海洋表层水体透光层被硫化氢污染的现象。“发生这种现象的原因，是海水出现了分层。”海底的淤泥会产生有毒硫化氢，但海洋是流动的，一般情况下硫化氢会随着洋流的运动缓慢释放，不会全部富集到表层水体透光层中。当表层水体和底层水体完全不流动不交换，呈完全静止状态时，无处释放的硫化氢从底层水体慢慢“涨”到表层水体，整个古海洋成了缺氧的“死水”，浮游生物遭殃，食物链断裂，造成海洋动物的灭绝。 一部分有毒硫化氢还冲出海面到达大气层，整个地球充满了“臭鸡蛋”的气味，造成七成以上陆地生物灭绝。此次事件以后，来自于植物或藻类沉积的地下煤层出现“断层”，说明陆地生物灭绝的程度。解谜：温室效应，使地球成为生命的敌人古海洋洋流为何会停止运动，成为“死海”？专家解释说，正常情况下，从赤道到两极有着明显的温度梯度，与洋流共同作用，驱动营养物质的水平和垂向流通。当全球气候不断变暖，温度累积到一定程度时，地球变成了一个“暖球”，直至赤道与两极的温度没有了梯度变化，呈现出均温状态，古海洋洋流运动停止。海水不再流动，开始出现分层，而海底淤泥中产生的有毒硫化氢从海底上升到透光层直至整个地球。这种气候变化也得到了其他动植物化石证据的证实。科学家在南极地区发现了本应生活在赤道附近的生物。科学家推测，随着温度的不断升高，原本生活在赤道附近的动植物不断向两极地区迁徙，以寻找适应自身生存的环境。 那么这种温室效应究竟是如何形成的？科学家们普遍认同的一种观点是：可能与二叠纪晚期频繁的火山喷发有关。地质研究证据显示，二叠纪末地球表面有多处火山爆发，包括西伯利亚和我国的华南地区等。火山爆发产生大量有毒气体，同时释放大量的二氧化碳，浓度是目前的几十倍，造成地球温度升高，产生温室效应。预警：人类正走在通往温室效应的路上科学家历时15年的研究，并不仅仅是为了揭开谜底来满足人类的好奇心，更重要的是希望能够从中找到某些启示和教训。“人类对气候变暖依然心怀侥幸。远古时代的生物灭绝，带给我们的警示就是，在温室效应形成前，就要停下脚步。”专家说。“地球自身是有调节功能的，空气中的二氧化碳浓度过高时，会通过植物和土地吸收将其埋藏于地下。但是这种调节是有容忍度的，一旦超过这个‘度’，地球将发生不可逆转的温室效应，最恐怖的灾难将降临，无论人们投入多么大的人力物力挽救环境，都将为时已晚。”“极端气候发生频率的增多，就是自然发出的预警。”曹长群介绍，科学家在化石研究中已经发现了“风暴沉积”的特点，“证明二叠纪末期也是风暴频发的时期。”国际自然资源保护联合会发表的《2004年全球物种调查》显示：全球有超过15000种地球物种濒临灭绝，灭绝速度超过了以往任何时候。科学家发现，人类活动造成的物种灭绝比自然灭绝的速度高1000倍，平均每小时就有一个物种灭绝。 “人类正走在通往温室效应的路上。”专家意味深长地说，地球上生物大灭绝发生了多次，其中有些已经明确证明与温室效应相关。如果把地球历史比作24小时，那么人类的诞生仅仅在最后一分钟。在“一分钟”时间里，已经有这么多的生物灭绝，足以引起人类的警醒。 深度链接 地球历史上5次生物大灭绝 第一次生物大灭绝： 时间：为距今4.4亿年前的奥陶纪末期。 事件：导致大约85%的物种绝灭。 第二次生物大灭绝： 时间：距今3.65亿年前的泥盆纪后期。 事件：海洋生物遭受了灭顶之灾。 第三次生物大灭绝： 时间：距今2.5亿年前的二叠纪末期。 事件：地球史上最大最严重的一次，估计地球上90%的海洋生物和70%的陆地脊椎动物灭绝。 第四次生物大灭绝： 时间：距今2亿年前的三叠纪晚期。 事件：爬行类动物遭遇重创。 第五次生物大灭绝： 时间：6500万年前后，白垩纪晚期 事件：侏罗纪以来长期统治地球的恐龙灭绝。