我們星球上最嚴重的大規(guī)模滅絕事件發(fā)生在2.52億年前，當時大規(guī)模的火山噴發(fā)造成了災難性的氣候變化。絕大多數(shù)動物物種都滅絕了，塵埃落定后，地球進入了恐龍時代的早期?？茖W家們?nèi)栽诹私饽男﹦游餃缃^，哪些動物存活的模式以及原因。在PNAS的一項新研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)，雖然海洋中的滅絕迅速發(fā)生，但陸地上的生物卻經(jīng)歷了更長的滅絕時期。

“人們認為，由于海洋滅絕是在很短的時間內(nèi)發(fā)生的，陸地上的生命應該遵循相同的模式，但是我們發(fā)現(xiàn)，海洋滅絕實際上可能是陸地上更長，更引人注意的事件的標點，芝加哥菲爾德博物館的博士后研究員，PNAS研究的主要作者Pia Viglietti說。

“研究陸地滅絕的重點基本上是，'我們能否將陸地領(lǐng)域的模式與在海洋中觀察到的模式相匹配?” 答案是，“不是真的。””該論文的資深作者，菲爾德博物館的脊椎動物古生物學策展人肯·安吉爾奇克(Ken Angielczyk)說。“本文是第一篇真正針對脊椎動物的文章，并說，'不，正在發(fā)生的事情是陸地領(lǐng)域特有的。'”

科學家之所以在海洋物種滅絕中尋找陸上發(fā)生事件的線索的部分原因是，水下生物的化石記錄更加完整。如果您想成為化石，死于水，您的身體會很快被沉積物覆蓋，這是實現(xiàn)這一目標的好方法。結(jié)果，古生物學家早就知道了2.52億年前在二疊紀末期大滅絕，并且在100,000年內(nèi)，生活在海洋中的物種中有85%以上已經(jīng)滅絕了。雖然這對我們來說似乎很長一段時間，但是在地質(zhì)時間上卻是非?？斓摹Ｔ谝呀?jīng)存在的整個38億年中，二疊紀末期滅絕的海洋版本占了100,000年，相當于一年中的14分鐘。

為了了解陸地上生活的情況，Viglietti，Angielczyk及其同事研究了二疊紀大規(guī)模滅絕時生活在如今的南非Karoo盆地中的588只四足類化石動物的化石。

“我們在該研究中發(fā)現(xiàn)化石的區(qū)域絕對美麗。綠色的山坡在一個清爽的夏日早晨非常誘人，這使得熱量仍然可以承受，”古生物學的古物采集經(jīng)理Zaituna Skosan說。伊茲科(Iziko)南非博物館和該論文的合著者之一。“找到好的化石是最好的感覺，但也是短暫的，因為您必須集中精力并繼續(xù)尋找下一個發(fā)現(xiàn)。即使是最好的化石發(fā)現(xiàn)者，有時也會忽略一個偉大的發(fā)現(xiàn)。”

研究人員創(chuàng)建了一個數(shù)據(jù)庫，并按年齡區(qū)分了化石，并按30萬年的時間間隔將標本分組在一起。這種方法使研究人員能夠量化不同物種的出現(xiàn)和消失，并隨著時間的推移觀察更大的生命，而不僅僅是依靠單個樣本來講述整個故事。

“我們的方法統(tǒng)一了數(shù)據(jù)，并說，好的，在這個時間段內(nèi)，我們有了這些種類，但是當我們上升時，我們還有其他種類。通過對這些倉位應用采樣方法，我們可以幫助糾正諸如擁有更多或更多種類的問題。在不同的時間間隔或地點收集的標本更少。最終，它使我們能夠量化滅絕正在發(fā)生多少，以及新物種出現(xiàn)的速度，” Viglietti說。“您不必過多地關(guān)注任何一種化石，而可以大致在同一時間間隔內(nèi)編譯數(shù)百個觀測值。”

“為了找出基于數(shù)百種化石的滅絕模式，我們使用了一種稱為統(tǒng)計的數(shù)學。當一個物種消失時，它可能已經(jīng)滅絕，或者可能仍然滅絕，等待被發(fā)現(xiàn)，但到目前為止未被發(fā)現(xiàn)，牛津大學古生物學教授羅杰·本森說，該研究的合著者之一。“在對滅絕的時間有任何信心之前，我們必須進行處理。數(shù)學已經(jīng)被理解，因此統(tǒng)計工作包括編寫計算機算法以從數(shù)據(jù)中提取所有重要的滅絕信號。”

有助于揭示滅絕和恢復模式的物種之一Lystrosaurus，它是一種草食性早期哺乳動物，相對于小型犬到母牛的大小不等，具體取決于其種類。“它有喙和象牙，它不是最吸引人的動物，但我對Lystrosaurus情有獨鐘，因為它就像我作為研究生學習的第一只動物一樣，所以在這項研究中與Lystrosaurus圍成一圈，使我受益匪淺。很高興。” Viglietti說。

古生物學家稱之為獸龍(Lystrosaurus)，這是一個在大多數(shù)其他生命都掙扎的時期蓬勃發(fā)展的群體。Viglietti說：“ Lystrosaurus就像是二疊紀末期滅絕的典范，人們一直將其描繪成這種動物在所有滅絕后都蓬勃發(fā)展，并且剛剛接管。” “但是我們發(fā)現(xiàn)，在滅絕甚至開始之前，霸王龍就已經(jīng)出現(xiàn)了，它已經(jīng)很豐富了。這使我們開始思考是什么促使了這種豐富性—如果霸王龍在其他動物滅絕后才接管了貧瘠的土地，或者環(huán)境正在發(fā)生變化，并且霸王龍適應了導致所有其他物種滅絕的這些變化。我們最好的猜測是后者。”

像檢查化石水龍獸顯示，研究人員認為二疊紀滅絕顯得很不同的土地上比在沒有海洋，它是一個更長，更曠日持久的事。使用先前的比較，如果將地球上的生命史壓縮為一年，而二疊紀末期的滅絕在14分鐘內(nèi)殺死了95%的海洋動物，那么土地的滅絕將花費十倍的時間，大約是兩個小時二十分鐘。

目前尚不清楚為什么大規(guī)模滅絕事件在陸地上發(fā)生得如此緩慢。Viglietti說：“地球氣候的變化是累積性的，并且隨著時間的推移而累積。生態(tài)系統(tǒng)被緩慢地破壞，然后一切都崩潰了，就像稻草打破了駱駝的背一樣。” “一切都很好，直到?jīng)]有。”

差異的原因之一可能是海洋可以吸收化學變化并使自身穩(wěn)定到一定程度。Viglietti說：“在當今的氣候危機中，海洋會吸收大量二氧化碳或溫度升高，而人們沒有意識到，然后突然間，您會突然遭受生態(tài)系統(tǒng)崩潰，例如海洋酸化和珊瑚白化。” 二疊紀晚期的海洋也可能如此。

了解二疊紀末大滅絕中發(fā)生的事情，為我們提供了有關(guān)恐龍崛起的線索-許多古代哺乳動物親戚滅絕，留下了恐龍祖先進化為填補的生態(tài)空缺。但是，二疊紀末期的滅絕也提供了對地球由于氣候變化和棲息地破壞而正在發(fā)生的大規(guī)模滅絕事件的見解。

Angielczyk說：“我們造成的環(huán)境變化以及我們對動植物的影響已經(jīng)到了這樣的程度，以至于人類歷史上沒有任何可比的東西。” “化石記錄可以使我們對大規(guī)模的生物多樣性危機及其發(fā)生方式有一些了解。”

維格萊蒂說：“從滅絕中恢復需要很長時間。當我們喪失多樣性時，它在我們的一生中將無法恢復，這將需要數(shù)十萬年，甚至數(shù)百萬年。” “像這樣的研究表明了我們社會應該關(guān)注的重點。”