变异的蕨类植物为远古生物大灭绝提供了线索

2020-09-08 165蕨类

大多数研究人员认为,2.01亿年前的大灭绝是由火山活动释放的二氧化碳引起的,全球变暖的结果。现在,来自蕨类植物孢子的新数据表明,可能还有更多,变异的蕨类植物为远古生物大灭绝提供了线索。

在大约2.01亿年前的三叠纪末期,地球上四分之三的物种消失了。到目前为止,科学家们认为造成这场灾难的原因是大规模火山活动的开始,导致气候突变。现在,新的研究表明可能有几个因素在起作用。

由丹麦和格陵兰地质调查局(GEUS)领导的一个国际研究小组表明,环境中有毒元素汞的浓度增加是导致大灭绝的原因之一。他们最近在《科学进展》上发表了他们的发现。

变异的蕨类植物为远古生物大灭绝提供了线索,通过观察大灭绝时期沉积物中的蕨类孢子,很明显这些蕨类植物受到汞含量的负面影响。由于汞在食物链中积累,其他物种似乎也受到了影响,”首席科学家索菲林德斯特伦说。

她说:“这些结果表明,三叠纪末期的大灭绝不仅仅是由火山产生的温室气体造成的,而且还因为火山喷发出的汞等毒素造成了巨大的破坏。”

水星火山连接线

这项研究的合著者之一,奥胡斯大学的哈米德·萨内伊教授,此前曾证明,在已知最严重的大规模灭绝,即二叠纪末期危机期间,一个大型火成岩省(LIP)的火山活动导致汞含量上升,在那次危机中,地球上可能有多达95%的生命消失。唇部的火山活动被认为是过去5亿年中五次最大的物种灭绝中的四次。

“在工业化之前,火山活动是地壳释放大量汞的主要机制。这使得利用沉积物中的汞来追踪地球过去的主要火山活动成为可能,并在一定程度上把化石生物的灭绝与唇形火山活动联系起来,”哈默德萨内伊解释说。

蕨类植物孢子指示剂

在研究三叠纪末期2.01亿年前的岩芯样本中的蕨类孢子时,研究小组确实发现了汞含量增加和孢子突变之间的联系。变异的蕨类植物为远古生物大灭绝提供了线索。

在大灭绝期间,变异的孢子变得越来越普遍,而突变也变得越来越严重。在我的一些计数中,我几乎只发现了变异的孢子,没有正常的孢子,这是非常不寻常的,”索菲·林德斯特伦解释道。

这种突变的增加发生在一个叫做中大西洋岩浆区(CAMP)的火山活动加剧时期,导致汞含量上升。由于汞是一种致突变的毒素,它在火山活动中的分布增加有助于解释生态系统的突然恶化。因此,蕨类孢子可作为汞中毒加重的指标。

“这可能暗示着整个食物链可能受到了负面影响,”索菲·林德斯特伦说。

在之前的二叠纪末研究中发现了大量的花粉,这些花粉都是在二叠纪末发现的。这些研究表明,二叠纪末危机期间的突变是由于火山活动导致臭氧层变薄而导致的紫外线辐射增加所致。

“这也可能是我们在三叠纪末期危机期间所看到的突变的一个可能的解释,”来自乌得勒支大学的合作者basvandeschootbrugge解释道然而,在我们的研究中,我们只发现了少量的变异花粉,而且在二叠纪末危机时期,孢子似乎并没有表现出与三叠纪末大灭绝时所记录到的相同类型的畸形。这可能表明这两个事件中植物突变的不同原因。”

不是简单的解释

然而,在看待诸如三叠纪末期事件这样的全球性危机时,重要的是不要只锁定一个原因,索菲·林德斯特伦说:

“一般来说,我们更喜欢简单的解释,而不是像陨石撞击或气候变化这样的大规模灭绝,但我认为不是那么简单。正如我们的研究所表明的,二氧化碳和全球变暖、汞等毒素以及其他因素可能会产生混合效应。”

索菲·林德斯特伦说,大多数史前大灭绝确实是在唇火山活动之后发生的,它会导致气候变化并释放有毒物质。

“尽管如此,很难说一个因素的重要性有多大,因为像这样的大规模灭绝很可能是非常复杂的事件。我们的研究表明,汞影响了蕨类植物,很可能也影响了其他植物,它也可能对整个食物链产生影响。”

现在的污染看起来像过去的火山活动

研究人员指出,他们对三叠纪末大灭绝的研究在很多方面与当前的全球形势相似。

“我们的全球社会所排放的物质和温室气体与这些巨大的火山省份在大灭绝期间所排放的物质和温室气体是一样的。因此,对当时发生的事情的研究可能有助于我们防止它再次发生。

引用

Aarhus University. "Mutated ferns shed light on ancient mass extinction." ScienceDaily. ScienceDaily, 28 October 2019. www.sciencedaily.com/releases/2019/10/191028104145.htm.

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