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揭白垩纪末期大灭绝 淡水生物缘何成少数幸存者

http://www.kexue.com 2013-08-14 10:03:48 化石网  发表评论


科学家们模拟小行星撞击时的景象

  6500万年前那场著名的小行星撞击事件,不但毁灭了以恐龙为代表的陆生动物,还引发了海洋生物的集群灭绝。然而,与海洋生物相比,生活在内陆淡水河流、湖泊的生物,似乎较少受到大灾难的影响。现在,科学家们认为,造成这种差异的原因,是一些淡水生物原有的适应性,恰好能够帮助它们度过小行星撞击后,长达数月的漫漫长夜。

  “淡水生物比起海洋生物,更能适应多变的理化环境。”研究的参与者之一,科罗拉多大学的淡水科学家W.Lewis说。

  例如,大部分淡水生物要适应一年一度的冰封期,以及因为季节引起的溶氧稀薄期或枯水期。为了度过难关,这些生物将自己或卵埋藏在河床的湿泥中,以休眠方式存活,能量消耗极低。当严酷的季节过去后,才纷纷苏醒。这种本领很可能帮助它们在大灾难中存活。虽然,某些海洋生物也有这种能力,但它们都是非常特化的物种,海洋的整体环境相当稳定,大部分生物不必应对剧烈的环境变化。

  这项研究发表在《地球物理学研究学报——生物地球科学》刊物上。之前的相关研究多为泛泛而谈,缺少第一手证据,而这项研究提供了目前急需的实验资料。

  很多学者在解释某个类群的灭绝时,大多将研究焦点集中在食物链的崩溃上。但这项研究聚焦了多个生物类群,评估哪些类群能经历长时间的黑暗环境并存活。

  该研究的第一作者,科罗拉多大学的地球物理学家D.Robertson早先的研究展示,当那颗小行星坠落在如今的墨西哥尤卡坦半岛时,激发了全球性的火山活动,撞击产生的巨大能量将不可计数的岩石汽化并抛入大气层。数个小时后,当它们向地面高速回落时,本身携带的热量将天空映成可怖的火红色,最终落到地面时,它们灼热的温度引燃了森林和草原。

  “数小时内,小行星撞击带来的辐射和火灾,对没有躲避在地下或水下的生物来说,是十分致命的。恐龙在撞击发生的数小时后就全数灭绝了。”Robertson说。

  随后,天空中无边无际的沙尘遮掩了阳光,整个地表暗无天日,要经历数月甚至数年才能恢复。那些依靠阳光存活的植物和其它生物迅速衰竭。虽然海洋生物躲过了辐射和火灾,但随之而来的漫漫长夜破坏了海洋食物链,从蛇颈龙到菊石都无法幸存。

  但自从20年前起,科学家们发现淡水生物圈并没有遭到如同海洋生物那样的重创:海洋生物50%的类群灭绝,而淡水生物只失去了10-20%的成员。人们猜测,可能是淡水生物分解能力较强,能够从残渣碎屑中获取养分,而不仅仅只能依靠阳光来维持食物链。

  近日的新研究肯定了从前的论断,某些淡水生物在小行星撞击后的漫长黑夜中,能够以碎屑维持生存。同时科学家们提出,许多淡水生物独有的休眠能力,很大程度上说明了淡水生物圈为何比海洋生物少受损失。

  参与研究的科学家们说,未来的工作将着重于证明这一假说。“首先,目前我们对白垩纪晚期淡水生物群的研究,只集中在蒙大拿州的一小部分化石材料,还需要更多数据,”Robertson介绍。“在全球范围内搜寻其它符合条件的化石资料,是极其重要,同时也说十分艰难的。”

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