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◎ 科技日報記者 張曄

在地球漫長(cháng)的地質(zhì)歷史上，曾發(fā)生過(guò)5次生物大滅絕事件，大約在2億年前的三疊紀末，一場(chǎng)突如其來(lái)的災難導致了大量陸地生物滅絕。

但是，恐龍卻幸運地躲過(guò)了這一劫，并成功“上位”，在隨后的侏羅紀和白堊紀稱(chēng)霸世界。

那么，是什么造成三疊紀末陸地生物大滅絕？恐龍為什么能在生物滅絕的天災中得以生存，并于災后迅速發(fā)展？

7月2日，中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所沙金庚研究員、房亞男博士與美國學(xué)者合作，在國際知名刊物《科學(xué)進(jìn)展》在線(xiàn)發(fā)表的一項最新研究成果表明，火山冬天是導致三疊紀末陸地生物大滅絕的主要原因；并首次揭示具有保溫功能的羽毛和早已適應于極地寒冷的氣候是恐龍躲過(guò)三疊紀末火山冬天并迅速“上位”的原因。

耐人尋味的三疊紀生物演化

三疊紀是中生代的第一個(gè)紀，始于距今2.52億年，結束于2.01億年前，延續了約5100萬(wàn)年。

在三疊紀之前的二疊紀，地球剛剛上演了一場(chǎng)慘烈的生命挽歌，二疊紀末的生物大滅絕被稱(chēng)為地球歷史上最大的滅絕事件，生命之樹(shù)一蹶不振，到了早三疊世，殘存的少量生物用了數百萬(wàn)年，才將地球環(huán)境恢復到適宜大多數生物居住的狀態(tài)。

然而，生命的頑強超出想象。在經(jīng)歷二疊紀末大滅絕之后的復蘇和演化，三疊紀的生物呈現出一派繁盛景象，爬行動(dòng)物和裸子植物空前壯大，特別值得注意的是，與古生代動(dòng)物奇怪的面貌相比，三疊紀的爬行動(dòng)物更趨向現代生物的模樣。

比如，槽齒類(lèi)、恐龍類(lèi)、似哺乳爬行類(lèi)動(dòng)物在三疊紀迅猛崛起。到三疊紀晚期，恐龍已經(jīng)是種類(lèi)繁多的一個(gè)類(lèi)群了，在生態(tài)系統中占據了重要地位，三疊紀也因此被稱(chēng)為“恐龍時(shí)代的黎明”。但是，那時(shí)的恐龍還比較弱小，遠遠沒(méi)有達到稱(chēng)王稱(chēng)霸的地位。

雖然三疊紀的動(dòng)植物為修復地球生態(tài)、促進(jìn)生命演化付出了巨大的努力，但是大自然還是無(wú)情地把它們踩在腳下：大約在2億年前的三疊紀末，地球盤(pán)古泛大陸解體，環(huán)境的劇變造成新一輪生物大滅絕。

雖然三疊紀末生物大滅絕的影響是5次大滅絕中最弱的，但還是有大量的海洋、陸地生物滅絕，比如海洋中的雙殼類(lèi)、腕足類(lèi)、菊石、珊瑚、放射蟲(chóng)、介形類(lèi)、有孔蟲(chóng)等，陸地上大多數非恐龍類(lèi)的古蜥目、獸孔目爬行動(dòng)物和一些大型兩棲動(dòng)物也都滅絕了。

但這次滅絕事件也賦予三疊紀特殊的意義，即三疊紀是各個(gè)紀中唯一經(jīng)歷了從災難中走出來(lái)，大踏步地推進(jìn)生命演化后，再次遭遇生物大滅絕的一個(gè)時(shí)代。它對中生代生物發(fā)展，尤其是開(kāi)創(chuàng )恐龍的鼎盛時(shí)代有著(zhù)深遠的影響。

三疊紀大滅絕的罪魁禍首是誰(shuí)

對三疊紀末生物大滅絕事件的成因歷來(lái)有多種解釋?zhuān)陙?lái)，探究者越來(lái)越將目光鎖定在火山噴發(fā)上。

支持火山噴發(fā)假說(shuō)的科學(xué)家認為，在中生代早期，由于盤(pán)古泛大陸的解體，引發(fā)強烈的火山活動(dòng)，致使大氣二氧化碳濃度升高，造成溫室效應。

前人的研究表明，當時(shí)的大氣二氧化碳濃度達到1000-6000ppm，地球兩極不存在冰川，森林覆蓋一直到達潘吉亞大陸的南北兩極。

不過(guò)，中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所沙金庚研究員、房亞男博士，美國哥倫比亞大學(xué)Paul Olsen教授等人卻對火山噴發(fā)后地球環(huán)境的變化有不同看法。

他們對我國新疆準噶爾盆地郝家溝剖面陸相晚三疊世至早侏羅世地層進(jìn)行了高分辨率的測量和研究。

研究團隊重新校正了準噶爾盆地的古緯度，認為其晚三疊世至早侏羅世位于潘吉亞大陸的北極地區（約北緯71度）。在野外考察中，他們首次在準噶爾盆地晚三疊世至早侏羅世湖沼相泥巖中，發(fā)現了保存精美的恐龍腳印化石。

沙金庚告訴記者，在晚三疊世，食草性的恐龍主要分布于中、高緯度地區；低緯度地區則以非恐龍類(lèi)和非初龍類(lèi)的初龍型類(lèi)為主。而三疊紀末生物大滅絕事件之后，恐龍迅速擴散至全球；原本霸占低緯度地區的其他初龍型類(lèi)動(dòng)物則滅亡了。

傳統的觀(guān)點(diǎn)認為三疊紀末陸地生物大滅絕是由于火山噴發(fā)釋放的大量二氧化碳導致的全球升溫造成的，但是陸地生物在滅絕事件后的響應似乎否定了這一觀(guān)點(diǎn)。

研究團隊推測認為，超級火山噴發(fā)首先帶來(lái)了火山冬天?；鹕蕉焓侵富鹕絿姲l(fā)釋放的大量的火山灰和氣溶膠，阻擋日照輻射而造成的地球表面溫度驟降。

雖然火山冬天持續時(shí)間較短，只有幾年到幾十年，隨后就開(kāi)啟溫室效應，但并不妨礙火山冬天成為“殺死”多數陸地生物的首要因素。

“如果是升溫，陸地生物會(huì )由低緯度遷移至高緯度，但實(shí)際上，陸地四足動(dòng)物包括恐龍卻由高緯度遷移至低緯度，原本低緯度地區的擬鱷類(lèi)滅絕了，因此我們推斷是火山冬天的‘冷’造成了陸地生物大滅絕，而非傳統觀(guān)點(diǎn)認為的‘熱’?！鄙辰鸶f(shuō)。

恐龍為何在災難中幸存

在三疊紀末生物大滅絕中，恐龍就像是天選之子，它不僅為自己奠定了一統天下的霸業(yè)，而且盤(pán)活了整個(gè)生態(tài)系統的死棋，仿佛地球上一切的苦難都是為它稱(chēng)霸而做的鋪墊。

巧合的是，研究團隊在準噶爾盆地晚三疊世至早侏羅世的層位中，同時(shí)發(fā)現了恐龍腳印和冰筏沉積。

冰筏沉積就是砂?；蛐〉[石（直徑0.1-15 毫米）漂浮于泥巖中。房亞男對于冰筏沉積有2種推測：一是由于冬季岸邊湖水結冰時(shí)也凍結了水下的砂礫，待到春暖花開(kāi)時(shí)，一部分冰塊像竹筏一樣，把凍結的砂礫運送到湖中央，融化后沉積在泥沼中；另一種可能是，冬季大風(fēng)將陸地上的砂礫吹至冰面，春季湖冰融化，砂礫落入湖底。

“這就說(shuō)明，即使在兩極無(wú)冰川的溫室地球時(shí)期，極地也存在季節性的結冰（零下）?！狈縼喣姓f(shuō)。

恐龍腳印和冰筏沉積在極地地區出現，意味著(zhù)恐龍非常適應極地季節性的嚴寒氣候，而這就是它們挺過(guò)火山冬天的“內功”。

同時(shí)，這些恐龍還有“外裝”加持。

“部分非鳥(niǎo)類(lèi)獸腳類(lèi)恐龍的分支和兩個(gè)基干類(lèi)食草性的鳥(niǎo)臀目恐龍都發(fā)現羽毛化石的證據。根據系統發(fā)育支架法，我們推斷恐龍天生具有羽毛，這些羽毛極有可能是用于保溫的?！狈縼喣姓f(shuō)，雖然目前發(fā)現的大型蜥腳類(lèi)成年恐龍沒(méi)有羽毛，但有可能出生時(shí)帶著(zhù)羽毛，長(cháng)大后羽毛退掉了，就像非洲成年大象沒(méi)有毛，但是小象是帶毛的。

具有保溫功能的原始羽毛，確保了食草性恐龍能夠抵御中高緯度的冷冬，進(jìn)而獨享中高緯度豐富且穩定的植物資源。

而大部分沒(méi)有羽毛保溫的其他初龍型類(lèi)動(dòng)物則滅絕于火山冬天，僅少數體積比較小的一些種類(lèi)靠躲避在洞穴中而躲過(guò)了災難。

總而言之，三疊紀末大滅絕導致了大量動(dòng)植物滅絕，但不經(jīng)意間卻為恐龍這支新崛起的爬行類(lèi)新軍，打開(kāi)了走向獨霸地球的大門(mén)，最終，恐龍加冕為王，一躍成為食物鏈頂端生物，而且這個(gè)位置一坐就是1.4億年。

來(lái)源：科技日報

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