小学教育网 发表于 2016-8-12 14:20:50

漫谈集群绝灭

  在地球的历史进程中,发生过多次的生物集群绝灭事件。其中,最为着名的一次是发生在白垩纪末期的恐龙大绝灭事件,这些绝灭事件引起了科学家们的极大兴趣,因为这不仅关系到生物演化的进程,也涉及到我们人类自身未来的发展。下面,我们一起回顾历史上较为着名的一些绝灭事件。
  已知最早的集群绝灭事件发生在前寒武纪晚期,具体的时间大约在6亿年以前。在这一时期,早期的埃迪亚卡拉型的后生动物消失,为寒武纪初期小壳类动物的大辐射开辟了道路。
  紧接着,在寒武纪晚期发生了一系列的绝灭,可能多达5次。其中,以三叶虫动物群的变化为标志,无铰腕足类也受到了影响。在这一时期,海生动物分异度增大,尤其是有铰腕足类、珊瑚、鱼类、腹足类和头足类变异更为显着。
  在晚臭陶世,海生动物群发生了巨大的变化,超过 70%的物种绝灭了。所有的造礁动物,以及腕足动物、棘皮动物、介形类和三叶虫的许多科都绝灭了;在绝灭发生的同时,气候也发生了很大的变化。南大陆漂过了南极,开始了一个漫长的冰期。冰川向北方的各个地区延伸,使南部海洋降温,海水结冰,以至全球海平面降低。极地动物群移向热带,而温水动物群则由于热带的消失而绝灭。
  发生在晚泥盆世的绝灭是历史上最着名的5次绝灭之一。这一绝灭似乎持续了1千万年以上。象泥盆纪典型的甲胄鱼类一样,自由游泳的头足类大多数也绝灭了。大规模的绝灭也发生在皱纹珊瑚和床板珊瑚、有铰腕足类、海百合、层孔虫、介形类和三叶虫中。对于这一绝灭事件的原因,人们一般认为可能在于气候的变冷、海底缺氧或星外物体大撞击的影响。
  在所有绝灭事件中,最令人震惊的和难以理解的是二叠--三叠纪(P/T)的大绝灭。海洋中大多数占统治地位的古生代的群体生物或者消失或者大大减少,包括皱纹珊瑚和床板珊瑚、有铰腕足类、窄唇苔藓虫,有茎棘皮动物、三叶虫和菊石,在陆地上也发生了巨大的变化,大量的植物、昆虫和四足动物绝灭了,同时,新种类出现了。人们普遍认为,这次绝灭的原因似乎可以归结于地球本身。在这一时期,大陆合并形成泛大陆,浅海减少,全球变暖,海洋可能变得缺氧。
  三叠纪的绝灭事件很重要,但影响范围不是很大。由于大多数的菊石、腕足动物、双壳动物、腹足动物的许多科以及海生爬行动物的最后消失,人们很久以来就认识到在三叠纪和侏罗纪的界限处发生了一次海生生物集群绝灭。在晚三叠世初期,也发生过一次绝灭事件。在海洋中,造礁动物、菊石和棘皮动物有了很大的变化;在陆地上,变化更为显着;许多两栖动物和爬行动物消失了,随之而来的是恐龙、翼龙以及喙头晰、鳄类和哺乳动物的大辐射。这次绝灭原因可能在于泛大陆解体的开始,大西洋的形成以及各大陆漂离热带所导致的气候变化。
  侏罗纪发生的集群绝灭在规模上较小。早侏罗世和晚侏罗世的绝灭事件似乎主要局限于欧洲,由于缺氧而导致底栖双壳动物、腹足动物、腕足动物和自由游泳的菊石的绝灭。除了欧洲,其它地区没有发现什么绝灭的证据。至于中侏罗世的绝灭,有关的文献很少,可能涉及头足类的绝灭。
  早白垩世的集群绝灭事件在整个绝灭模式中属于“小型”的。绝灭在有孔虫、头足类、海胆、海绵、硬骨鱼和原来重要的海生爬行动物鱼龙中较为显着。绝灭的原因可能与海平面的上升和气候变冷或板块碰撞有关。
  白垩纪--第三纪(K/E)集群绝灭是最为着名的一次绝灭。对于公众而言,代表着恐龙的绝灭,对于研究者来说,意味着供研究用的极其丰富的地质材料。不仅恐龙,而且还有翼龙、蛇颈龙、彩蜥、菊石、箭石以及大多数的有孔虫消失了。关于这次绝灭原因的假说不下数十种,至今尚未有一个统一的意见。有人认为是长期的气候变化引起的,有人认为是天外撞击事件导致大量生物瞬间消失的。这些将在盾面回顾。
  早第三纪发生过一系列的绝灭事件,涉及到藻类和真骨鱼,以及一些哺乳动物的绝灭。
  最近的绝灭事件发生在更新世末期。当巨大的冰席退出欧洲和北美时,大型哺乳动物,如猛犸象和乳齿象绝灭了。一些绝灭与气候的变化有关,另一些可能是由于人类的活动而造成的。然而,大型哺乳动物的绝灭,从全球的角度看,只不过占物种的1%。
  经常被忽略的一次集群绝灭发生在今天。比如,从1600年来,大约1%的鸟类已经绝灭了,而且还有大约205的鸟类濒临灭绝,并且可能在下个世纪消失。一般来说,集群绝灭期间每百万年有 15-20个科绝灭。但是,现生生物也许每十年就有数十个科绝灭。这一绝灭比率,显然超过了地球历史上任何一次集群绝灭。
  科学家们在对以上的绝灭进行研究时发现,这些集群绝灭事件虽然具有一些共同特征,比如,很多物种灭绝,可能超过现存种的 30%;灭绝的物种分布于很广的生态环境,包括了海生的、非海生的、植物和动物、徽体的和个体较大的,绝灭发生在一个较短的时间内,从而表明是一个或几个相关的原因引起的。但也有不同之处。因此,迄今尚未有一个统一的集群绝灭的定义。
  人们试图从统计学角度定义集群绝灭。一般来说,作为正常的生物演化,生物在种、属和科一级的绝灭总在发生。因此,科学家们试图借助统计学的方法,从“正常”的生物绝灭率中分离出“较高”的绝灭率,以此来定义集群绝灭。
  芝加哥大学的大卫?劳普和杰克?塞普科斯基统计了在过去的6亿年中生物的地史分布。他们发现,生物的全球平均绝灭率在下降,而且,他们发现在正常绝灭区域外,有5个分别对应于晚奥陶世、晚泥盆世、二叠一三叠纪(P/T)、晚三叠世和白垩纪一早第三纪 (K/E)的点集,即对应“5个大的”已知的集群绝灭。因此,他们得出结论:从定量的角度,集群绝灭事件可以从正常时期的绝灭背景中分离出来,并且,回归的方法为定量定义集群绝灭提供了工具。
  尽管有人指出,他们的方法有一些缺陷,但是,古生物学家仍然同意通过他们这一方法分辨出的 5个事件是真正的集群绝灭,并且还存在另外一些集群绝灭。集群绝灭在规模上有一定的变化,它们从规模上可以被划分为大型,中型和小型的。“中型”的集群绝灭表明 20%-30%的科和大约50%的种绝灭,而“小型”的集群绝灭则只有约10%的科和20-30%的种的消失。
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