恐龙躲过三叠纪末陆地生物灭绝事件原因被找到

本报南京7月2日凌晨电(记者苏雁 通讯员姬尊雨) 距今约2.01564亿年前的三叠纪末期,曾发生地质历史上“五大生物集群灭绝事件”之一,导致大量陆地和海洋生物灭绝。但恐龙却避过了这一灾难,并于三叠纪末生物灭绝事件后迅速占据生态主位,称霸侏罗纪和白垩纪世界。造成三叠纪末陆地生物灭绝的原因是什么?恐龙为什么能在生物灭绝的天灾中得以生存,并于灾后迅速发展?这些问题困扰了科学界多年。

近年来,中国科学院南京地质古生物研究所沙金庚和房亚男博士,与美国哥伦比亚大学教授保罗·奥尔森等人合作,对我国新疆准噶尔盆地郝家沟剖面陆相晚三叠世至早侏罗世地层进行了高分辨率的测量和研究,发现中央大西洋超级火成岩省喷发造成的“火山冬天”是导致三叠纪末陆地生物大灭绝的主要原因,并首次揭示恐龙躲过三叠纪末的生物大灭绝并占据侏罗纪生态主位的原因:其拥有具有保温功能的羽毛并且早已适应极地寒冷气候。北京时间7月2日凌晨,该研究成果在线发表于国际知名刊物《科学进展》。

恐龙早已适应极地寒冷气候是如何发现的?研究团队首次在准噶尔盆地晚三叠世至早侏罗世深湖相泥岩中发现了冰筏沉积,这说明了即使在两极无冰川的温室地球时期,极地也存在季节性的结冰。研究团队还同时在湖沼相泥岩中发现了保存精美的恐龙脚印化石。这些证据共同表明,晚三叠世至早侏罗世恐龙生活于极地地区,并适应极地季节性的严寒气候。

根据系统发育支架法,研究团队推断恐龙天生具有羽毛,但是这些羽毛不是用于飞翔的,而是用于保温的。三叠纪末生物灭绝事件之前,恐龙尤其是食草性的恐龙主要分布在中、高纬度地区,而低纬度地区则以食草性和食肉性的拟鳄类为主。研究团队认为,具有保温功能的原始羽毛能确保食草性恐龙抵御中、高纬度的冷冬,进而独享中、高纬度丰富且稳定的植物资源。在低纬度地区植物资源多变且不稳定,恐龙因较高的新陈代谢速率而无法竞争过新陈代谢速率较低的假鳄类。假鳄类因没有羽毛御寒也无法去到中、高纬度地区。

一直以来,科学界普遍认为中央大西洋超级火成岩省的喷发是造成三叠纪末生物大灭绝事件的主要原因。超级火山喷发释放的大量二氧化碳导致的全球升温、海洋酸化和缺氧等一直被认为是造成海洋生物灭绝的原因,但是全球升温似乎无法解释陆地生物的响应。全球升温后,四足动物和植物应向高纬度地区迁移,但实际上,高纬度地区的四足动物,特别是基干蜥脚类恐龙不仅在灭绝事件中存活下来,更是在事件后迁移到低纬度地区,而热带地区的大型初龙型类,包括植龙和拟鳄亚目却几乎全部灭绝。

因此,研究团队推断,是“火山冬天”的“冷”造成了陆地生物大灭绝,而非传统观点认为的“热”,即超级火山喷发首先导致的“火山冬天”是造成陆地生物灭绝的首要因素。“火山冬天”是指大规模火山喷发后,喷发物质在平流层中长时间搬运,强烈阻挡了本该辐射到地球表面的太阳光,进而造成大气温度异常降低的现象。

“基于对我国准噶尔盆地冰筏沉积和恐龙脚印化石记录长期以来的研究,我们直接证明了有羽毛保温的恐龙自晚三叠世首次出现起就已经适应了季节性的寒冷气候,这帮助它们躲过三叠纪末的‘火山冬天’。自三叠纪末生物大灭绝事件后,恐龙总数量增加了一倍,开启了长达1.3亿年的地球陆地霸主时代。”房亚男说。

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