卑微的微生物留下的化学线索改写了地球历史上最大规模的灭绝事件之一的时间表。所谓的“三叠纪末期大灭绝”,被认为发生在2亿多年前,消灭了陆地和海洋上的史前生物。这是由于超大陆Pangea破裂而引发的,该火山爆发引发了大规模的火山活动,使二氧化碳充满了大气并使海洋酸化。
但是,我们发表在《美国国家科学院院刊》上的最新研究表明,这些灾难性事件实际上比以前想象的要晚。
我们通过检查分子化石来发现这一点,化石是从史前海水中浸入的微生物“垫子”中提取的痕量化学物质。
一个可能的故事
传统上,科学家将大规模灭绝事件以及预示这一事件的火山剧变置于大约2.01亿年前。
他们研究了来自英国布里斯托尔海峡的那个时代的岩石后,得出了这个结论,该岩石具有独特的化学特征。这些岩石中碳的不同同位素的比率表明,这是全球大气变化的时刻,因为大量的甲烷由于覆盖大西洋中部的大规模火山活动而被抽入天空,从而改变了岩石的化学组成。在这段时间形成的。
但是我们发现了一个挑战这一假设的发现。我们同时发现了同一地区古代微生物垫的证据。正是这些繁荣的微生物群落真正改变了岩石的化学特征,而不是全球性的火山事件。
这些微生物垫是随着该地区的水从咸海水变为咸淡水或淡水而形成的,并且水位下降到了水坑状的厘米深度。这是科学家误以为这次事件是大规模灭绝的另一个原因-海洋生物此时从当地化石记录中消失的原因不是因为它们都已经灭绝,而是因为它不再是海洋生物。
当然,世界上的海洋生物只获得了短暂的缓刑。我们知道确实发生了火山大灾变,但发生的时间不像以前想象的那么早。
依然强劲
值得注意的是,英国样本中记录的微生物垫类似于澳大利亚的活微生物垫,例如在西澳大利亚的鲨鱼湾。直到今天,类似的微生物群落仍生活在澳大利亚的海岸线上,真是令人惊讶。
微生物也是研究其他一些大规模灭绝事件的有用资源,例如“大灭绝”标志着大约2.52亿年前的二叠纪时期的结束,以及恐龙在大规模灭绝中的急剧灭亡。大约在6600万年前。
示意图显示了在现代时期和三叠纪末期推动全球生态变化的因素。图片来源:Victor Lesh
例如,在墨西哥湾Chicxulub火山口中发现的微生物垫中残留的色素和脂质(是由消灭了恐龙的小行星形成的),表明光合作用在撞击20万年后反弹了。
微生物垫还帮助保存了史前动物惊人的化石证据,包括软组织,红血球和古代动物饮食的化学线索。
史前的警告
尽管我们不确定确切的三叠纪末全球大灭绝事件到底发生了多久,但我们可以说的是,我们的研究听起来对地球上未来可能发生的大灭绝发出了严峻的警告。
三叠纪末期出现了巨大的环境变化,包括生物多样性下降,海洋酸化,氧气含量降低,栖息地破坏,营养变化和海平面变化。
对这些变化的更多了解将提供关键信息,这些信息可能有助于了解我们自己的生态系统今天面临的威胁,并有可能在未来保护它们。