近日，記者從中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)獲悉，該校宋海軍教授團(tuán)隊(duì)在二疊紀(jì)—三疊紀(jì)之交生物古地理研究領(lǐng)域取得新進(jìn)展。他們研究發(fā)現(xiàn)，史上最大規(guī)模的滅絕事件不僅導(dǎo)致生物多樣性驟降，還促使生物古地理格局發(fā)生巨變。最近，相關(guān)成果以《二疊紀(jì)—三疊紀(jì)大滅絕導(dǎo)致扁平化的多樣性緯度梯度》為題，發(fā)表于國(guó)際著名綜合性學(xué)術(shù)期刊《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院報(bào)》上。

有觀點(diǎn)認(rèn)為生物多樣性緯度梯度主要存在于地球處于較冷的氣候背景下，例如晚古生代冰期、晚新生代(包括現(xiàn)代)。因?yàn)檩^冷的時(shí)期，地表氣候沿緯度方向的變化更為明顯，氣候的緯度梯度顯著，進(jìn)而導(dǎo)致生物的地理分布也隨之變化。當(dāng)今生物多樣性最普遍、最具全球性的特征之一就是存在多樣性緯度梯度。多樣性緯度梯度是指地球物種多樣性具有從兩極向赤道增加的特征，這一生物地理分布特征在陸地和海洋生物中廣泛存在。當(dāng)今地球顯著的生物多樣性緯度梯度是多種因素共同作用的結(jié)果，例如地理?xiàng)l件、氣候環(huán)境、生態(tài)特征等。但是，地質(zhì)歷史時(shí)期(指現(xiàn)代以前即第四紀(jì)全新世以前 的各個(gè)地質(zhì)時(shí)期)生物多樣性緯度格局變化規(guī)律及其原因并不清楚。

生物地質(zhì)與環(huán)境地質(zhì)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室宋海軍團(tuán)隊(duì)基于二疊紀(jì)—三疊紀(jì)海洋生物數(shù)據(jù)庫5萬多條化石數(shù)據(jù)，采用多種化石重采樣分析方法，發(fā)現(xiàn)無論是在氣候較冷的晚二疊世，還是氣候較溫暖的中—晚三疊世，海洋生物多樣性緯度梯度都十分明顯。這說明不僅在寒冷期地球上存在顯著的多樣性緯度梯度，在溫暖期也同樣存在。這些發(fā)現(xiàn)表明穩(wěn)定的環(huán)境(而不是寒冷氣候條件)可能是維持熱帶地區(qū)生物多樣性高峰的關(guān)鍵因素。

約2.5億年前的二疊紀(jì)—三疊紀(jì)之交的生物大滅絕，導(dǎo)致生物古地理格局發(fā)生巨大變化，多樣性緯度梯度逐漸減弱，熱帶地區(qū)顯著的生物多樣性高峰消失，生物多樣性從兩極到赤道沒有顯著區(qū)別。這種扁平的緯度多樣性梯度持續(xù)了整個(gè)早三疊世(約500萬年前)，到中三疊世逐漸恢復(fù)到一個(gè)類似于現(xiàn)代的生物多樣性緯度梯度。

研究發(fā)現(xiàn)大滅絕后顯著的多樣性緯度梯度消失。這種現(xiàn)象發(fā)生的原因之一是熱帶地區(qū)生物滅絕率高，導(dǎo)致該地區(qū)生物多樣性下降幅度大。另外一個(gè)原因是熱帶地區(qū)的新生物種較少。而低緯度地區(qū)的生物向高緯度地區(qū)遷移，進(jìn)一步減弱了這種差異，最終導(dǎo)致從兩極到赤道生物多樣性差別不大。

早三疊世極端的環(huán)境條件也是導(dǎo)致多樣性緯度梯度消失的重要原因。西伯利亞大規(guī)模的火山噴發(fā)，導(dǎo)致了全球溫度快速升高，同時(shí)伴隨著長(zhǎng)期的異常環(huán)境事件，例如陸地風(fēng)化作用加強(qiáng)、陸源物質(zhì)大量輸入海洋、海洋缺氧等。這些環(huán)境事件一方面導(dǎo)致緯度方向的溫度梯度減弱，另一方面導(dǎo)致全球范圍的環(huán)境異常，不僅造成陸地生物多樣性急劇下降，還影響了海洋生物古地理格局。

宋海軍教授團(tuán)隊(duì)的研究結(jié)果表明，地質(zhì)歷史時(shí)期的極端環(huán)境事件在生物地理格局演變中作用巨大。確定全球生物地理格局的驅(qū)動(dòng)機(jī)制是預(yù)測(cè)未來生物多樣性如何響應(yīng)環(huán)境變化的關(guān)鍵一步。

關(guān)鍵詞： 地理