地球上最大的灭绝事件可能是由单一基因转移引起的吗​​？

想想灭绝事件，你的脑海中可能会浮现出导致恐龙灭绝的小行星——但地球已经经历过五次大规模灭绝事件（到目前为止）并且可能。

在灭绝事件中，白垩纪大规模灭绝事件结束了非鸟类恐龙甚至还不是最大的一次。最大的一次灭绝事件是二叠纪大灭绝，又称“大灭绝”，它导致地球上大约 90% 的陆地物种和 70% 的海洋物种灭绝。

此外，在大灭绝事件发生前后，煤炭资源出现了奇怪的 1000 万年缺口，被称为“煤炭缺口”。表明大量产煤树木在这次事件中灭绝，花了数百万年的时间才恢复。

显然，在化石记录中找到物种数量突然下降的时期是件容易的事。科学家们对灭绝事件及其背后的原因提出了许多解释——从灾难性的海底甲烷释放到我们的老朋友。

从学习灭绝时形成的岩石， 我们知道海洋和浅水区缺乏氧气在二叠纪晚期。缺氧（又称缺氧症）似乎在灭绝事件中发挥了一定作用，并且产生了多米诺骨牌效应。

硫酸盐还原微生物，可以利用硫酸盐而不是传统可靠的氧气进行无氧呼吸₂，很可能在这些低氧环境中茁壮成长。它们产生的硫化氢副产品，以及由于缺氧而导致海洋变成硫化物，可能是释放到大气中。在这里，它可能毒害了植物并破坏了臭氧层，在它形成防晒霜之前约 2.5 亿年，生命就暴露在致命的紫外线下，同时在这个过程中使地球升温。反过来，海洋升温可能导致海洋中的冰冻甲烷释放到大气中，使问题更加复杂。

灭绝事件的另一个解释是由2014 年麻省理工学院团队，或许是最令人担忧的。世界历史上最大的灭绝事件会不会是由微生物引起的？

丹尼尔·罗斯曼，麻省理工学院地球物理学教授和他的团队注意到在灭绝时期某种微生物的崛起。甲烷八叠球菌，单细胞生物，能够消化有机物，产生甲烷作为副产品，得益于单基因转移来自细菌梭菌。

假设是甲烷八叠球菌此时，微生物蓬勃发展，向大气中排放甲烷，破坏碳循环，导致（或加剧）并最终导致灭绝事件。

微生物产生甲烷的化学过程涉及金属镍——这意味着，如果研究小组在灭绝事件期间找不到相应更高的镍含量，那么这一假设就可能被否定。然而，研究小组观察了华南地区研究最多的沉积物，发现镍含量高，可能支持该理论。

“单一的水平基因转移引发了生物地球化学变化，大规模的火山活动起到了催化剂的作用，并导致了醋酸碎裂体的扩张甲烷八叠球菌扰乱 CO₂和 O₂水平”，团队在研究中得出结论。

“随后发生的生物地球化学破坏可能会非常广泛。例如，厌氧甲烷氧化可能会增加硫化物含量，可能导致有毒的硫化氢释放到大气中，从而导致陆地上的生物灭绝。”

研究团队强调，尽管该理论还需要更多证据，但这项研究可以表明地球对微生物生命的进化有多么敏感。

罗斯曼说：“今天的影响是，地球碳循环的自然波动可以以多种方式发生。”告诉 The Conversation“在研究当前碳循环发生的变化时，我们应该尽可能多地考虑这些变化，以便对未来做出预测。”

这项研究还远未得出结论，其他解释——或者可能是多种事件的结合——仍然有待考证。目前还无法确定确切的时间甲烷八叠球菌进化到开始产生甲烷作为副产品。然而，如果这个假设是正确的，那么地球上多达 90% 的物种可能部分是由于单个微生物的一次基因转移而灭绝的。

考虑到地球上微生物的数量之多，这并不是我们听过的最令人放心的可能性。