2.52億年前的二疊紀(jì)末大滅絕造成了約81%的海洋物種和89%的陸地物種滅絕。長期以來，科學(xué)家們普遍認(rèn)為全球溫室氣體增加、全球變暖及海洋酸化可能是引起這次大滅絕事件的主要誘因，但對于這些環(huán)境因素是如何影響陸地生態(tài)系統(tǒng)的，還有很多爭論。中科院南京地質(zhì)古生物研究所科研人員與國外科研團(tuán)隊(duì)合作，通過對植物花粉化石中功能類似于“防曬霜”的化合物研究，發(fā)現(xiàn)紫外線輻射增強(qiáng)是導(dǎo)致二疊紀(jì)末陸地生物大滅絕的重要原因，該研究成果1月7日在線發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)進(jìn)展》。
△藏南曲布剖面二疊紀(jì)末期黑色頁巖
研究團(tuán)隊(duì)運(yùn)用傅里葉變換紅外光譜，對產(chǎn)自我國西藏南部二疊到三疊紀(jì)過渡剖面的1千多粒阿里型花粉中的化合物進(jìn)行了定量測量，通過對這些花粉產(chǎn)出的紅外光譜的大數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)在二疊紀(jì)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于滅絕前后化石花粉中這些化合物的含量，證明了二疊紀(jì)末期大滅絕期間存在全球紫外線輻射增加的現(xiàn)象。另外，研究團(tuán)隊(duì)也對剖面地層的有機(jī)碳同位素和汞的濃度進(jìn)行了分析，進(jìn)一步確認(rèn)二疊紀(jì)末期全球紫外線輻射的增加可能是由于當(dāng)時(shí)劇烈的火山活動(dòng)引起的。
△曲布剖面二疊-三疊系過渡地層中發(fā)現(xiàn)的花粉化石（阿里粉）
據(jù)了解，為了適應(yīng)陸地輻射環(huán)境，陸生植物演化出了一些調(diào)控機(jī)制，以減少紫外線對植物體的傷害。在植物體的生殖細(xì)胞中這種機(jī)制表現(xiàn)為植物的孢子和花粉的外壁中含有大量功能與“防曬霜”十分相似的化合物，也就是香豆酸和阿魏酸，這些化合物可抵抗紫外線引起的氧化作用。為了抵御紫外線，植物體會相應(yīng)減少葉綠素的合成，從而導(dǎo)致植物體光合作用的減弱，進(jìn)而使得植物體對于溫室氣體吸收能力減弱，進(jìn)一步加重了二疊紀(jì)末期火山噴發(fā)引起的全球溫室氣體增加的負(fù)面效果。同時(shí)，植物葉片中的香豆酸和阿魏酸是動(dòng)物很難消化吸收的物質(zhì)，這些物質(zhì)的增加間接影響了陸地食物鏈，可能是導(dǎo)致二疊紀(jì)末陸地食草動(dòng)物以及昆蟲大滅絕的主要原因。
△臭氧層破壞引起的紫外線輻射增加對陸地食物鏈的影響
