中外科研人員通過“防曬霜”揭秘2.52億年前生物大滅絕
曲布剖麵二疊-三疊係過渡地層中發現的花粉化石(阿裏粉)。 南古所 供圖
據中國科學院南京地質古生物研究所7日消息,該所劉鋒研究員與(yu) 英國、德國等地的同行合作,通過研究化石花粉粒中“防曬霜”含量的變化,發現臭氧層破壞是導致二疊紀末陸地生物大滅絕的直接證據。
研究成果在線發表於(yu) 國際知名期刊《科學進展》(Science Advances)。
科研人員介紹,2.52億(yi) 年前的二疊紀末期大滅絕事件是顯生宙最大一次滅絕事件,造成了約81%的海洋物種和89%的陸地物種滅絕,其主要原因被認為(wei) 是大規模火山噴發導致的環境變化,但仍缺乏環境因素影響陸地生態係統的直接證據。
圖為(wei) 本次研究的藏南曲布剖麵二疊紀末期黑色頁岩。 南古所 供圖
科學家們(men) 普遍認為(wei) 二疊紀末期西伯利亞(ya) 大火成岩省的噴發造成的全球溫室氣體(ti) 增加,全球變暖以及海洋酸化可能是引起這次滅絕的主要誘因。但對於(yu) 這些環境因素如何影響陸地生態係統到目前還有很多爭(zheng) 論。
“為(wei) 了適應陸地輻射環境,陸生植物演化出了一些調控機製,以減少紫外線對植物體(ti) 的傷(shang) 害。”劉鋒介紹,在植物體(ti) 的生殖細胞中這種機製表現為(wei) 植物的孢子和花粉的外壁中含有大量功能與(yu) “防曬霜”十分相似的化合物。
這些化合物可抵抗紫外線引起的氧化作用,從(cong) 而保護脆弱的孢子和花粉。因此,理論上可以通過對這些孢子和花粉中“防曬霜”含量的測定反推地質曆史時期大氣紫外線輻射強度。
該研究團隊運用傅裏葉變換紅外光譜,對產(chan) 自www.easyfundingllc.com南部的1011粒阿裏型花粉中的香豆酸和阿魏酸進行了定量測量。通過大數據分析,發現在二疊紀末大滅絕期間地層中花粉外壁的香豆酸和阿魏酸含量明顯高於(yu) 滅絕前後化石花粉中該化合物的含量。“防曬霜”含量的變化,證實了二疊紀末期大滅絕期間存在全球紫外線輻射增加的現象。
臭氧層破壞引起的紫外線輻射增加對陸地食物鏈的影響。 南古所 供圖
劉鋒介紹,研究團隊也對剖麵地層的有機碳同位素和汞的濃度進行了分析,發現這兩(liang) 個(ge) 指標的異常波動與(yu) 化石花粉中出現大量香豆酸和阿魏酸的層位基本相當,進一步確認二疊紀末期全球紫外線輻射的增加可能是由於(yu) 當時劇烈的火山活動引起的。
該研究得到國家自然科學基金委員會(hui) 、第二次青藏高原科學考察與(yu) 研究、中科院戰略性先導科技專(zhuan) 項(B類)、德國研究基金會(hui) 等機構的資助。
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