谁是2。52亿年前生物大灭绝的罪魁祸首？化石花粉中的防晒霜揭

　　现代快报讯（记者阿里亚）距今约2。52亿年前的二叠纪末生物大灭绝，是地球生命演化史中最大规模的一次生物集群灭绝。中国科学院南京地质古生物研究所研究员刘锋与英国、德国同行等合作，通过研究该时期化石花粉粒中防晒霜含量的变化，发现臭氧层破坏导致二叠纪末陆地生物大灭绝的直接证据。1月6日，相关研究成果在线发表于国际知名期刊《科学进展》上。
　　最严重的生物大灭绝
　　约89的陆地生物物种惨遭灭绝
　　曲布剖面二叠三叠系过渡地层中发现的花粉化石（阿里粉）
　　回溯地质历史，地球曾经发生过5次重大生物灭绝事件，其中以2。52亿年前上演的二叠纪生物大灭绝尤为惨烈。在陆地上，大约89的生物灭绝了；在海洋中，这个数字大约是81。
　　刘锋介绍，科学家们普遍认为，西伯利亚大规模火山活动被认为是导致此事件的元凶。而后引发的一系列气候环境变化，例如全球温室气体增加、全球变暖以及海洋酸化等，使得生物面临灭顶之灾。但直到现在，由于缺乏相关的直接证据，对于这些环境因素如何影响陆地生态系统仍然有不少争议。
　　一些孢粉学家在陆相二叠三叠纪过渡剖面，发现了一些畸形孢子和花粉。他们推测，这些畸形孢子或花粉可能是当时火山大规模喷发时大量卤族元素被送入大气层中，造成的全球臭氧层破坏诱发的紫外线辐射增加引起的。
　　刘锋告诉现代快报记者，通过对现代植物中产出的畸形孢子和花粉的研究表明，这些畸形花粉和孢子产生的环境背景十分复杂，干旱、空气污染以及植物体的外伤都有可能诱发植物体产生畸形孢子或花粉。所以，单凭在陆相二叠三叠纪过渡剖面发现的少量畸形孢子和花粉并不能直接证明二叠纪末期大灭绝期间存在全球臭氧层空洞引起的紫外线辐射增加。
　　植物能生成防晒霜
　　其含量可助力反推大气紫外线辐射强度
　　藏南曲布剖面二叠纪末期黑色页岩
　　你知道吗？不光人需要防晒，植物也需要，而且不少植物自带防晒技能。
　　为了适应陆地辐射环境，陆生植物演化出了一些调控机制，以减少紫外线对植物体的伤害。植物的孢子和花粉的外壁中含有大量功能与防晒霜十分相似的化合物（香豆酸和阿魏酸）。这些化合物可抵抗紫外线引起的氧化作用，从而保护脆弱的孢子和花粉，为陆生植物的传播和繁衍提供了保障。
　　这些‘防晒霜’可以在惰性的孢子和花粉外壁中保存很长时间。因此，理论上我们可以通过对这些孢子和花粉中‘防晒霜’含量的测定反推地质历史时期大气紫外线辐射强度。刘锋说，这也是该研究方法第一次用于现代花粉研究之外的用途。
　　研究团队运用傅里叶变换红外光谱，对产自我国西藏南部二叠三叠纪过渡剖面的1011粒阿里型花粉中的香豆酸和阿魏酸进行了定量测量。通过对这些花粉产出的红外光谱的大数据分析，他们发现在二叠纪末大灭绝期间地层中花粉外壁的香豆酸和阿魏酸含量明显高于灭绝前后化石花粉中该化合物的含量。这直接证明了二叠纪末期大灭绝期间存在全球紫外线辐射增加的现象。
　　紫外线辐射的增加影响陆地食物链
　　或是陆地食草动物以及昆虫大灭绝的主要原因
　　臭氧层破坏引起的紫外线辐射增加对陆地食物链的影响
　　此项研究中，研究团队也对剖面地层的有机碳同位素和汞的浓度进行了分析。他们发现这两个指标的异常波动与化石花粉中出现大量香豆酸和阿魏酸的层位基本相当，进步确认二叠纪末期全球紫外线辐射的增加可能是由于当时剧烈的火山活动引起的。
　　现代快报记者了解到，空气中紫外线辐射量的增加对整个陆地生态系统具有深远的影响。
　　研究团队分析，由于紫外线不仅对植物的生殖细胞具有很强的杀伤作用，同时也会对植物体叶肉细胞造成破坏。为了抵御紫外线对叶肉细胞的破坏，植物体会在其叶片中大量合成叶黄素、香豆酸和阿魏酸等，相应减少叶绿素的合成，从而导致植物体光合作用的减弱，进而使得植物体对于温室气体吸收能力减弱，进一步加重了二叠纪末期火山喷发引起的全球温室气体增加。
　　另外，叶肉中的叶黄素、香豆酸和阿魏酸等对于食草动物以及昆虫来说是一种很难消化且营养价值较低的化合物。所以，紫外线辐射的增加间接影响了陆地食物链，可能是导致二叠纪末陆地食草动物以及昆虫大灭绝的主要原因。