谁是远古生物灭绝的罪魁祸首?

根据现有的化石研究,我们可以得出这样的结论,大约在2.52亿年前,地球经历了一场浩劫,这场浩劫导致地球上90%的生物都突然灭绝。这场浩劫,也是迄今为止人类所知的地球上第五次物种大灭绝,同时也是规模最大的一次。

关于造成这场浩劫的罪魁祸首,尽管世界各地零零星星地存留着供人们研究的证据,但真正的原因却一直众说纷纭,要想确定真正的元凶,是一件十分棘手也饱受争议的事。但是,如今随着最近的研究进展,越来越多的证据开始指向这场浩劫的真凶——微生物。

在此之前,人们怀疑过的真凶对象很多,如陨石坠落、火山爆发或者严重的火灾等,但谁也没想到幕后黑手会是微生物。这种需要借助显微镜才能看到的凶手,名字叫做“甲烷八叠球菌”,是一种能够产生甲烷的古生菌。大约在2.52亿年前,正是这种微生物突然在海洋中大规模繁殖,然后产生了大量的甲烷排放到空气中,才致使大气和海洋的化学成分在短时间内改变了,从而造成了生物灭绝。

根据当时的背景,火山爆发也与这场浩劫有关,虽然它不是“主犯”,却充当了“帮凶”的角色。最新证据显示,微生物突然爆发性增长,火山活动与此难脱干系——当时大量的火山活动,喷发出了大量的镍元素和有机碳元素,为这些古生菌提供了“温床”, 而古生菌正是利用了这些元素,迅速汲取了营养,然后在海洋中大量繁殖。

研究人员的结论得到了三方面的证据支持。首先,地质化学证据显示,在二叠纪末的灭绝期,海洋里的二氧化碳浓度呈指数式增长,也许还有可能更快。其次,遗传学证据显示,甲烷八叠球菌在当时发生了变异,使其在水中能够吸收二氧化碳,然后大量产生甲烷。第三,地质沉积物显示,镍元素在这一时期突然大量增加。

虽然不管从哪一方面,单一的证据都难以证明远古的大灭绝时期到底发生了什么,但是综合所有证据,将不同方面的证据串联起来,得出的结论无疑要比单一的证据可信得多,虽然这样还不能百分之百确定正是微生物造成了物种大灭绝,但排除掉了其他的假说,让这一解释更加具有说服力。

一些研究人员认为,碳沉积现象表明大灭绝时期有什么因素引起了含碳气体(二氧化碳或甲烷)的大量产生,而导致这种变化的,极有可能就是火山爆发,如今,西伯利亚暗色岩就是火山爆发的产物——西伯利亚的那次火山爆发,是地质学上有记录的范围最大的一次火山爆发,这些气体很可能就来自于那次爆发。

但是,根据麻省理工学院研究小组的计算,即便是火山爆发,其所能释放的碳物质远远不能造成沉积物中碳含量的剧增,更重要的是,所能观测到的碳元素的时间变化规律,与火山爆发的时间并不吻合。火山爆发虽然在初期会释放出大量的二氧化碳,但在后期会逐渐减少,而根据观测,二氧化碳的含量在整个大灭绝时期中一直保持着快速增长的势头,恰好与火山爆发的结果相反。

而除了火山爆发外,微生物恰好是能够快速产生大量碳的重要角色。科学家们通过研究发现,二叠纪末的大灭绝时期,甲烷八叠球菌与另一种微生物发生了基因转移,而在适当的条件下,新获得的基因可以帮助微生物迅速繁殖,急剧消耗海洋沉积物中的有机碳化合物,从而迅速制造出大量的甲烷。这说明在这一时期,微生物的快速扩张才是造成碳物质快速增长的原因。

但还有一个问题是,微生物的大量繁殖,需要足够多的矿物营养来支持,对于这种特殊的微生物来说,限制它们繁殖的矿物营养就是镍。不过,这显然不是什么问题,中国的一份对远古时代沉积物的最新分析显示,镍元素在西伯利亚火山喷发后急剧增加(世界上最大的几个镍矿就形成于这次火山喷发),这为甲烷八叠球菌快速增长提供了营养来源。

最后的结果是,甲烷八叠球菌的大范围快速繁殖,造成了甲烷爆发,导致大气温度突然急剧上升以及海水迅速酸化,造成在二叠纪末的生物大灭绝。这一点,与如今全球气候变暖的预测非常类似。

作者:丹尼尔.罗思曼

来源:环球人文地理