两亿年前火山冬天导致生物大灭绝,恐龙却趁势崛起成为地球霸主
现代快报讯(记者阿里亚)发生在距今两亿年前的一场大灭绝,将许多生物从地球上抹去,为恐龙崛起铺平道路。中科院南京地质古生物研究所一项新的研究发现,火山喷发导致的全球性气温降低"火山冬天",是造成这次陆地生物大规模灭绝的主要"元凶"。恐龙利用羽毛早已适应极地严寒气候,逃过了灭绝。7月2日,相关研究成果在线发表于国际知名刊物《科学进展》上。
两亿年前,恐龙竟有这样的分布规律
在已灭绝的古生物当中,人类对恐龙最感兴趣。
时光倒流到两亿年前,当时地球上到处阳光灿烂。除了一些沙漠和荒漠之外,大部分地区被森林所覆盖。植物欣欣向荣,动物生生不息。
"三叠纪末生物大灭绝之前,食草性的恐龙主要分布于中、高纬度地区。"中科院南京地质古生物研究所博士房亚男说,尽管食肉型的恐龙也存在于低纬度地区,但是占据的群体非常小。
赤道地区恐龙嘴里叼着一个基干哺乳动物,背景是中央大西洋超级火成岩省在潘吉亚大陆赤道地区的喷发,赤道地区因火山冬天下起鹅毛大雪(Larry Felder绘制)
同样,植物的分布也有规律。赤道地区以松柏类、种子蕨和蕨类为主;亚热带地区多样性较低,以松柏类为主;而中、高纬度地区则具有较高的多样性,中国北方地区具有丰富的落叶性植物、大叶的松柏、银杏和具有明显生长纹的树木。
发现恐龙脚印化石,首次揭示它适应严寒天气
房亚男向现代快报记者介绍,近年来他们与美国哥伦比亚大学PaulOlsen教授等人合作,在我国新疆准噶尔盆地展开深入研究。研究团队首次在这里距今约两亿年前的地层中,发现了冰筏沉积。
准噶尔盆地晚三叠世至早侏罗世冰筏沉积特征
研究团队分析,冰筏沉积可能是由于冬季靠岸湖水结冰时冻结湖底的砂砾,春季湖冰融化,一部分冰携带冻结的砂砾漂浮至湖中央,至完全融化后将其释放而沉积于深湖泥中;也有可能是冬季风将陆地上的砂砾吹至冰面,春季湖冰融化,砂砾落入深湖泥中。
"准噶尔盆地冰筏沉积的发现表明,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。"房亚男说。
特别巧合的是,研究团队同时在准噶尔盆地距今约两亿年前的地层中,发现了保存精美的恐龙脚印化石。这表明,当时恐龙生活于极地地区,并适应极地季节性的严寒气候。
恐龙天生自带羽毛,是为保暖而非飞行
恐龙是一个大家族,长达1.6亿年之久的恐龙时代,活跃着很多种类的恐龙,它们的体形和习性相差也大。
化石是研究生物进化历程的重要证据。有化石证据表明,部分食草性恐龙身上披有羽毛。还有一些恐龙,目前还没有羽毛的直接证据。
根据系统发育支架法,研究团队推断,也许恐龙天生都自带羽毛,只是有些恐龙长大后羽毛脱落了。不过,这些羽毛并不是用于飞翔的。
晚三叠世准噶尔盆地古地理位置及恐龙分布图
三叠纪末生物大灭绝之前,低纬度地区以食草和食肉性的拟鳄亚目为主,缺少食草性的恐龙,表明在低纬度地区食草性的恐龙竞争不过食草性的拟鳄亚目。相反,在中、高纬度地区,食草性的拟鳄亚目明显少于食草性的恐龙。
研究团队分析认为,具有保温功能的原始羽毛确保了食草性恐龙能够抵御中、高纬度的冷冬,进而独享中高纬度丰富且稳定的植物资源;而没有羽毛保温的拟鳄亚目因无法抵御中、高纬度的冷冬,而无法生存。
"火山冬天"或导致两亿年前陆地生物大灭绝
两亿年前,一场生物大灭绝让超过一半地球生物消失。这场进化史上的"浩劫"因何而来?研究团队推断,"火山冬天"是造成这场大灭绝的主要原因。
"‘火山冬天’是指由于火山喷发释放的大量火山灰和气溶胶等,阻挡日照辐射而造成的地球表面温度骤降的现象。‘火山冬天’通常持续数年至数十年。"房亚男补充说,两亿年前中央大西洋超级火成岩省的喷发,造成了严重的"火山冬天",进而导致陆地生物大灭绝。
系统发育框架上重要的生理特征的进化分支图
房亚男表示,基于我国准噶尔盆地的冰筏沉积和恐龙脚印化石记录,本研究直接证明了有羽毛保温的恐龙早已适应了季节性的寒冷气候,这帮助它们成功度过两亿年前的"火山冬天";而大部分没有羽毛保温的其他初龙型类动物则灭绝于"火山冬天",仅少数体积比较小的一些种类靠躲避在洞穴中而躲过了灾难。
这场生态剧变使得地球物种重新洗牌,恐龙体积迅速增加,在世界各地崛起,一跃成为了地球新霸主。
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