泥盆紀大滅絕:海洋動物窒息而死
當第一隻動物爬出海面,在陸地上踽踽獨行,誰又料知在此之前,海洋動物遭受了怎樣一場浩劫。
鄧氏魚:這樣看來,忽然覺得鯊魚也不那麼猙獰了
這是魚們的時代。3.6億年前,地球上沒有大型陸地動物,最大的動物還泡在水裡。其中之一便是鄧氏魚。
它們是當之無愧的海怪。鄧氏魚是魚類中的扛把子,其體長可達10m,全身覆被厚厚的甲胄。它們是掠食者,銳利的頭甲贅生從上下頜突出來,起到牙齒的作用。通常它們在發一通起床氣之後,
你或許會覺得這種馬中赤兔魚中鼇拜簡直所向披靡,但它們任性的時日已然無多。海洋中物種開始滅絕,當這一切結束的時候,整個物種的79%~87%如同野馬塵埃,不知焉往,其中也包括鄧氏魚。
這是地球歷史中最糟糕的一次滅絕。顯然,一定有什麼可怕的事情發生了,但卻尋不到跡象也沒有徵兆。反而事因看似無足輕重——卻導致了一系列連鎖反應,並最終釀成一場災難。
鄧氏魚在捕殺一隻裂口鯊
“魚們的時代”確切來說被稱為泥盆紀,距今4.19—3.59億年,這是在恐龍稱霸地球之前的很長一段時期。
它們美麗又不可思議,而今也沒有誰長出那麼個樣子
彼時陸生動物形影相弔煢煢孑立, 而海洋中卻生機勃勃熱鬧非凡。
“礁石上的盾皮魚數量龐大,而且三維上保存完好,” Michael Coates說,他是伊利諾斯州芝加哥大學的進化生物學家,“它們美麗又不可思議,而今也沒有誰長出那麼個樣子。”
逝者如斯,所有這一切在泥盆紀末期的大滅絕中消失殆盡。
在泥盆紀,魚類普遍且多樣化
這塊由珊瑚築成的礁石上,最著名的生物莫過於水底覓食的三葉蟲和菊石,以及披堅負甲的盾皮魚,比如鄧氏魚:它們都被狠狠地擊垮了。但並不知其原因。
泥盆紀的海洋生物或許是因植物的劫掠而死亡的
對於6500萬年前恐龍的滅絕,尚且冤有頭債有主。據知,一顆巨型小行星闖入地球,散落的碎片落到地球上,遮蔽了天日,造成氣候的惡化。而且我們在墨西哥西克蘇魯伯(Chicxulub)也發現了那次大衝撞留下的隕坑。
但我們沒有發現後泥盆紀的隕石坑,所以不能再責怪外太空的小行星了。所以這次的大滅絕一定是禍起蕭牆。
辛辛那提大學的Thomas Algeo提出一個新奇的觀點,泥盆紀海洋生物或許是因植物的劫掠而死亡的。
生態系統的一點變化足以改天換地
在泥盆紀崛起了具有“維管束”的陸生植物,包括喬木、蕨類植物、顯花植物。越來越多的早期的非維管束植物,比如苔蘚和地衣,在泥盆紀開始的時候就已經進化了。
事情開始朝不利於海洋生物的方向發展
維管植物對陸地造成巨大影響,它們的根系深深地紮進地下,但它們也有被沖進河裡帶到海洋中的。
這時候,事情開始朝不利於海洋生物的方向發展。
泥盆紀陸生植物造成生態災難
那些漂到海洋的維管植物其營養物質成了微型藻類的食物,Algeo說,藻類開始增殖。藻類的爆炸式增長造成大面積的海洋被污染成綠色。
所形成的“死亡區”延綿好幾公里
隨後,藻類被細菌分解,這個過程需要消耗氧氣。“這個過程完全可以消耗掉水中的氧氣。”Algeo說。
最終的結果是形成了“缺氧地帶”,即海洋中水體所溶氧氣無法滿足動物呼吸的區域。
這種現象在當今海洋中也時有發生,比如農場的養分流入海洋。所形成的“死亡區”延綿好幾公里。
在泥盆紀,死亡區繼繼繩繩好幾千年,漸漸把動物們趕到限定的區域。如果Algeo說得沒錯,那麼動物們便開始爭鬥,並最終走向滅亡:這一切都拜陸生植物所賜。
海洋的上層或許還保有氧氣
Coates認為Algeo說中了某些方面,但他的說法並不全面,因為無法解釋哪些物種生存了下來哪些物種遭到了淘汰。打個比方,鯊魚沒有死掉,明明它們比其他魚類需要更多的氧氣。
缺氧不能完全解釋大滅絕
而且也不是整個海洋都缺氧。例如,空氣中的氧氣借助風的作用溶進水裡,所以,海洋上層就仍然保有氧氣。
缺氧的程度或許各地不一,西雅圖華盛頓大學的Kelly Hillburn說,那是因為有些大陸比其他地方更富含養分。
“在澳大利亞西部,不存在任何造山運動,”Hillburn說,你還在堅持地表徑流的說法,但說到歐洲大陸和北美你還固執己見的話可就此言差矣了。
看來缺氧無法完全解釋大滅絕。並且動物們與之爭鬥的不止是海藻掐它們喉嚨了。
陸地養分的給養,使海藻呈爆炸式增長
一方面,海洋似乎是有毒的。澳大利亞珀斯科廷大學的Kliti Grice和她的團隊在2012年研究了一種蟹狀生物的化石,發現了有毒硫化物的存在證據。
暴露在硫化氫中的生物大量死亡
這是其他微生物分解大量藻類的結果。這些物種不用氧氣,因此它們不會導致缺氧。但它們會代謝產生硫化氫。
這種化學物質像臭雞蛋的氣味,而且劇毒。暴露在硫化氫中的生物大量死亡,甚至影響到陸地上的動物。
這還不止。那些討厭的陸生植物也造成了冰川期。
隨著氣候變冷,冰川形成
陸生植物越繁茂,空氣中二氧化碳濃度越低,眾所周知,二氧化碳是一種溫室氣體,可以阻止熱量的散逸,因此把二氧化碳從空氣中拿掉,會降低這個星球的溫度。
地球上的生命那還不得炸毛
隨著溫度的急劇下降,冰川形成。因為固結了陸地上的水,冰川降低了海平面,這對於海洋生物無異於雪上加霜。
所有這一切要是一擁而上,地球上的生命那還不得炸毛,Algeo說。
這些事情並不是同時發生——之後也沒有直接造成大滅絕。事實上,它們在大約2500萬年的時間裡都渾渾噩噩,說不清道不楚。
陸生植物造成了巨大影響
一些物種立刻就嗝屁了。其他生物就以這些掛掉的生物為食,由此而引發了一系列 連鎖反應,把它們推至滅絕的境地。這個過程漫長而緩慢,環環相扣。
在這一個動盪的年代,任何不良的事物都比在“正常”時期下具有顛覆性,Algeo說。“比如火山爆發,”他說,在這種壓力狀態下,外部干擾就會潛在地加速滅絕的速率。
這個說法可能有一點牽強。是不是真的是陸生植物,給如此多的動物帶來如此多的噩夢?
一臉“怪我咯”的表情的史前樹木
有趣的是,生物自身也有不少問題,西雅圖華盛頓大學的Peter Ward說,“生物體其實是作繭自縛。”
後泥盆紀很好地印證了Ward的“美狄亞假說”,假說認為,生命最終走向自我毀滅。
陸生植物就是一個典型例子,Ward說。“這些樹一開始就贏得了整場戰爭,”他說,“卻導致了一個不可預估的結果。”植物們深深紮進土壤的根系引發了一系列連鎖反應。“一眨眼它們就把整個生態圈攪得天翻地覆。”
生命造成地球全面結冰
Ward說類似的事件在地球的其他危難時刻也發生過。比如,7.15億年前的震旦紀大冰期,地球變成了一個巨大的雪球,那時候生物對於攫取空氣中二氧化碳也功不可沒。
其他兩次大滅絕看來也與沖入海洋的養分不無關係。Grice說,2500萬年前的“大消亡”(Great Dying)和2010萬年前的三疊紀末大滅絕,“不止是泥盆紀。”她說。
Ward的觀點較為可怕,但生物自我毀滅的天性有積極的一面。如果你從長遠來看,泥盆紀大滅絕倒是一件好事。
魚石螈是第一類大型陸生動物
泥盆紀結束隨後,新一批物種出現了,Coates說。“3.4億年前,突然就出現了神仙魚——它們的身體形態我們此前是沒有發現過的。”他說。
第一類大型陸生動物也出現了。
毀滅的種子帶來了全新的進化方式
它們由魚類進化而來,其中一些的鰭慢慢演變成肢體,使它們能夠在陸地上縱橫馳騁。然而大滅絕的悲慘經歷使它們其中一些物種再也不想回到水裡,因而變成了旱鴨子。
它們最終分化出所有現代兩栖類、爬行類、鳥類、哺乳類——其中包括人。
這一跳躍式進化,比如身體形態的主要變化,在地球氣候暖洋洋的時候是根本連苗頭也不會出現的。更進一步說,這些進化史中的重要進程明顯存在劇變如大滅絕所遺留的特徵。
“毀滅的種子帶來了全新的進化方式”,Ward說。
Algeo對泥盆紀大滅絕有著不一樣的觀點,他說這是歷史的警告,是一旦你過多地破壞了生態圈,事情會變得有多糟糕的例證。
人類讓渡渡鳥遭到了滅絕,這只是個開始
在過去的幾千年裡,尤其是過去200年裡,人類極大地擴張了他們在地球上的統治地位——就像3.75億年前第一棵陸生植物那樣。
這對於我們而言是一個生態圈將會怎樣的信號
同時,人類活動要為物種滅絕的加速負責。最近一份研究評估,過去的一個世紀裡,物種的滅絕的速率是自然條件下的100倍。
如果再這樣繼續下去,我們將導致地球歷史中第六次大滅絕。這將是繼650萬年前恐龍滅絕後的第一起大滅絕。
所有科學上已知的大規模滅絕,“泥盆紀末的大滅絕事件幾乎在現代社會繼續演繹,”Algeo說。“我覺得這對於我們而言是一個生態圈將會怎樣的信號。”
因為我們如此優秀,我們就能淩駕於其他物種,而我們應當明白,人類稍縱的行為就能置它們於不復之地。大滅絕以前發生過,以後也會發生。
泥盆紀海洋生物或許是因植物的劫掠而死亡的。生態系統的一點變化足以改天換地
在泥盆紀崛起了具有“維管束”的陸生植物,包括喬木、蕨類植物、顯花植物。越來越多的早期的非維管束植物,比如苔蘚和地衣,在泥盆紀開始的時候就已經進化了。
事情開始朝不利於海洋生物的方向發展
維管植物對陸地造成巨大影響,它們的根系深深地紮進地下,但它們也有被沖進河裡帶到海洋中的。
這時候,事情開始朝不利於海洋生物的方向發展。
泥盆紀陸生植物造成生態災難
那些漂到海洋的維管植物其營養物質成了微型藻類的食物,Algeo說,藻類開始增殖。藻類的爆炸式增長造成大面積的海洋被污染成綠色。
所形成的“死亡區”延綿好幾公里
隨後,藻類被細菌分解,這個過程需要消耗氧氣。“這個過程完全可以消耗掉水中的氧氣。”Algeo說。
最終的結果是形成了“缺氧地帶”,即海洋中水體所溶氧氣無法滿足動物呼吸的區域。
這種現象在當今海洋中也時有發生,比如農場的養分流入海洋。所形成的“死亡區”延綿好幾公里。
在泥盆紀,死亡區繼繼繩繩好幾千年,漸漸把動物們趕到限定的區域。如果Algeo說得沒錯,那麼動物們便開始爭鬥,並最終走向滅亡:這一切都拜陸生植物所賜。
海洋的上層或許還保有氧氣
Coates認為Algeo說中了某些方面,但他的說法並不全面,因為無法解釋哪些物種生存了下來哪些物種遭到了淘汰。打個比方,鯊魚沒有死掉,明明它們比其他魚類需要更多的氧氣。
缺氧不能完全解釋大滅絕
而且也不是整個海洋都缺氧。例如,空氣中的氧氣借助風的作用溶進水裡,所以,海洋上層就仍然保有氧氣。
缺氧的程度或許各地不一,西雅圖華盛頓大學的Kelly Hillburn說,那是因為有些大陸比其他地方更富含養分。
“在澳大利亞西部,不存在任何造山運動,”Hillburn說,你還在堅持地表徑流的說法,但說到歐洲大陸和北美你還固執己見的話可就此言差矣了。
看來缺氧無法完全解釋大滅絕。並且動物們與之爭鬥的不止是海藻掐它們喉嚨了。
陸地養分的給養,使海藻呈爆炸式增長
一方面,海洋似乎是有毒的。澳大利亞珀斯科廷大學的Kliti Grice和她的團隊在2012年研究了一種蟹狀生物的化石,發現了有毒硫化物的存在證據。
暴露在硫化氫中的生物大量死亡
這是其他微生物分解大量藻類的結果。這些物種不用氧氣,因此它們不會導致缺氧。但它們會代謝產生硫化氫。
這種化學物質像臭雞蛋的氣味,而且劇毒。暴露在硫化氫中的生物大量死亡,甚至影響到陸地上的動物。
這還不止。那些討厭的陸生植物也造成了冰川期。
隨著氣候變冷,冰川形成
陸生植物越繁茂,空氣中二氧化碳濃度越低,眾所周知,二氧化碳是一種溫室氣體,可以阻止熱量的散逸,因此把二氧化碳從空氣中拿掉,會降低這個星球的溫度。
地球上的生命那還不得炸毛
隨著溫度的急劇下降,冰川形成。因為固結了陸地上的水,冰川降低了海平面,這對於海洋生物無異於雪上加霜。
所有這一切要是一擁而上,地球上的生命那還不得炸毛,Algeo說。
這些事情並不是同時發生——之後也沒有直接造成大滅絕。事實上,它們在大約2500萬年的時間裡都渾渾噩噩,說不清道不楚。
陸生植物造成了巨大影響
一些物種立刻就嗝屁了。其他生物就以這些掛掉的生物為食,由此而引發了一系列 連鎖反應,把它們推至滅絕的境地。這個過程漫長而緩慢,環環相扣。
在這一個動盪的年代,任何不良的事物都比在“正常”時期下具有顛覆性,Algeo說。“比如火山爆發,”他說,在這種壓力狀態下,外部干擾就會潛在地加速滅絕的速率。
這個說法可能有一點牽強。是不是真的是陸生植物,給如此多的動物帶來如此多的噩夢?
一臉“怪我咯”的表情的史前樹木
有趣的是,生物自身也有不少問題,西雅圖華盛頓大學的Peter Ward說,“生物體其實是作繭自縛。”
後泥盆紀很好地印證了Ward的“美狄亞假說”,假說認為,生命最終走向自我毀滅。
陸生植物就是一個典型例子,Ward說。“這些樹一開始就贏得了整場戰爭,”他說,“卻導致了一個不可預估的結果。”植物們深深紮進土壤的根系引發了一系列連鎖反應。“一眨眼它們就把整個生態圈攪得天翻地覆。”
生命造成地球全面結冰
Ward說類似的事件在地球的其他危難時刻也發生過。比如,7.15億年前的震旦紀大冰期,地球變成了一個巨大的雪球,那時候生物對於攫取空氣中二氧化碳也功不可沒。
其他兩次大滅絕看來也與沖入海洋的養分不無關係。Grice說,2500萬年前的“大消亡”(Great Dying)和2010萬年前的三疊紀末大滅絕,“不止是泥盆紀。”她說。
Ward的觀點較為可怕,但生物自我毀滅的天性有積極的一面。如果你從長遠來看,泥盆紀大滅絕倒是一件好事。
魚石螈是第一類大型陸生動物
泥盆紀結束隨後,新一批物種出現了,Coates說。“3.4億年前,突然就出現了神仙魚——它們的身體形態我們此前是沒有發現過的。”他說。
第一類大型陸生動物也出現了。
毀滅的種子帶來了全新的進化方式
它們由魚類進化而來,其中一些的鰭慢慢演變成肢體,使它們能夠在陸地上縱橫馳騁。然而大滅絕的悲慘經歷使它們其中一些物種再也不想回到水裡,因而變成了旱鴨子。
它們最終分化出所有現代兩栖類、爬行類、鳥類、哺乳類——其中包括人。
這一跳躍式進化,比如身體形態的主要變化,在地球氣候暖洋洋的時候是根本連苗頭也不會出現的。更進一步說,這些進化史中的重要進程明顯存在劇變如大滅絕所遺留的特徵。
“毀滅的種子帶來了全新的進化方式”,Ward說。
Algeo對泥盆紀大滅絕有著不一樣的觀點,他說這是歷史的警告,是一旦你過多地破壞了生態圈,事情會變得有多糟糕的例證。
人類讓渡渡鳥遭到了滅絕,這只是個開始
在過去的幾千年裡,尤其是過去200年裡,人類極大地擴張了他們在地球上的統治地位——就像3.75億年前第一棵陸生植物那樣。
這對於我們而言是一個生態圈將會怎樣的信號
同時,人類活動要為物種滅絕的加速負責。最近一份研究評估,過去的一個世紀裡,物種的滅絕的速率是自然條件下的100倍。
如果再這樣繼續下去,我們將導致地球歷史中第六次大滅絕。這將是繼650萬年前恐龍滅絕後的第一起大滅絕。
所有科學上已知的大規模滅絕,“泥盆紀末的大滅絕事件幾乎在現代社會繼續演繹,”Algeo說。“我覺得這對於我們而言是一個生態圈將會怎樣的信號。”
因為我們如此優秀,我們就能淩駕於其他物種,而我們應當明白,人類稍縱的行為就能置它們於不復之地。大滅絕以前發生過,以後也會發生。