想到一次灭绝事件,你的思绪可能会跳到杀死恐龙的小行星上——但地球已经经历过五大规模灭绝事件(到目前为止)并且可能正在经历我们的。
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。这一荣誉属于二叠纪大灭绝,又名“大灭绝”,它消灭了大约地球上 70% 的陆地物种和 96% 的海洋物种。
除此之外,在灭绝前后出现了一个奇怪的一千万年的煤炭缺口——被称为“煤炭缺口”——建议大量产煤树木在这次事件中灭绝,需要数百万年才能恢复。
显然,在化石记录中找到物种数量突然下降的时期是比较容易的。科学家们对灭绝及其背后的原因提出了多种解释——从海底灾难性的甲烷释放到我们的老朋友。
从研究岩石灭绝时形成的,我们知道二叠纪晚期的海洋和浅水区缺乏氧气。缺氧(又名缺氧)看起来肯定在灭绝事件中发挥了作用,并且产生了多米诺骨牌效应。
硫酸盐还原微生物,可以使用硫酸盐而不是旧的可靠的 O 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,以及将海洋变成硫化物,作为其缺乏氧气的附带结果,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,使生命在防晒霜出现之前约2.5亿年就暴露在致命水平的紫外线下,并在此过程中使地球升温。反过来,加热海洋可能会导致海洋中的冰冻甲烷被融化。释放到大气中,使问题变得更加复杂。
对灭绝的另一种解释是由一个人提出的2014年来自麻省理工学院的团队,也许是最令人担忧的。世界上最严重的灭绝事件是否是由微生物引起的?
麻省理工学院地球物理学教授丹尼尔·罗斯曼(Daniel Rothman)和他的团队注意到某种微生物在灭绝前后出现了增长。甲烷八叠球菌,一种单细胞生物,能够消化有机物,产生甲烷作为副产品,得益于细菌的单一基因转移梭菌属。
假设是甲烷八叠球菌此时蓬勃发展,将甲烷排放到大气中并扰乱碳循环,导致(或加剧)对生态系统的破坏。并最终助长灭绝事件。
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含量的镍,那么这一假设可能会被有效地推翻。然而,研究小组对华南地区研究最多的沉积物进行了研究,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,而由此产生的乙酰碎屑甲烷八叠球菌的扩张则扰乱了二氧化碳2和O2水平,”团队研究中得出结论。
“随之而来的生物地球化学破坏可能是广泛的。例如,厌氧甲烷氧化可能会增加硫化物的水平,可能导致有毒的硫化氢释放到大气中,导致陆地上的灭绝。”
研究小组强调,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敏感。
“对今天的影响是,地球碳循环中可以通过多种方式发生自然波动,”罗斯曼告诉我们。对话。 “在研究现在碳循环发生的变化时,我们应该尝试尽可能多地考虑这些变化,以做出未来的预测。”
这项研究还远没有得出结论,其他解释——或者可能是事件的组合——仍在进行中。也无法准确确定何时甲烷八叠球菌进化到开始生产甲烷作为副产品。然而,如果这一假设正确,那么地球上高达 90% 的物种可能会因单一微生物的单一基因转移而部分消失。
考虑到地球上微生物的数量巨大,这并不是我们听过的最令人放心的可能性。
这个故事的早期版本首次发表于。