小小孢子在远古敲来警钟：大灭绝源于臭氧层剥离

 知社  

距今约3.77亿年前，泥盆纪晚期，海洋孕育着勃勃生机命，大陆覆盖着茂盛的植物。没有谁会想到，地球历史上第二次生物大灭绝正在逼近……

这是非常普通的一天，蕨类植物肆意生长，争相孕育自己的后代——孢子。突然，地壳开始剧烈晃动，大量高温气体和岩浆从西伯利亚地区海床裂缝中喷涌而出。海水沸腾升温，杀死了其中大多数生物。灰尘与污染的空气遮蔽了天空，正在努力生长的植物也没逃出厄运，几乎濒于灭亡。那一场灾难持续了约200多万年，海水缺氧、火山喷发、酸雨、降雪轮番上演，那时的地球与炼狱并无两样。约75%的物种在这场旷日持久的灾难中灭绝，地球一度陷入死寂。

现代科学家曾通过研究，对导致这场大灭绝的原因提出猜测，包括小行星撞击说、极端气候说、冰期说等。科学家们认为，在人类成为导致大灭绝力量之前，地球上的生命只有两种灭绝方式：小行星撞击或大规模火山爆发。其中，小行星撞击地球的说法曾风行一时，但终因没有在相应的地层中找到撞击坑这种明确证据而被抛弃。

 

我国新疆的泥盆纪莱氏蕨化石

最近，英国南安普敦大学的孢粉学家约翰·马歇尔及其团队在对保存在格陵兰岛东部古湖泊沉积物中的蕨类植物的孢子进行研究后提出，这次大灭绝很有可能与臭氧层剥离，地表生物暴露在紫外线辐射中有关。

“在灭绝开始的时候，孢子变得畸形和黑暗，这表明其DNA受到了损害。” 马歇尔认为，这正是“臭氧层消失”的证据。

泥盆纪至二叠纪时期大量的蕨类植物，形成了今天的煤。数亿年后，我们仍在使用它们曾经吸收的能量点亮生活。不仅如此，它们还偷偷留下了线索，成为我们探寻地球历史的信使。

 

孢子沿箭头方向显示不同时期的变化

在过去的30年里，马歇尔在格陵兰岛东部探索了泥盆纪时期留存下来的岩石。这里远离北极，位于低纬度地区，是一片遍布古老红砂岩的干旱内陆。随着泥盆纪最后一个冰河期结束后的气候变暖，湖泊渐渐形成，慢慢变成泥岩的沉积物长眠水底，记录了物种灭绝前后的线索。

2017年，马歇尔在一个6米长的钻孔岩芯中挖出了完美的泥岩，并在其中捕捉到了一个惊人的转变：健康的孢子化石覆盖着独特的对称穗状物。然而这次发现的孢子化石却出现了畸形，它们的穗状物乱七八糟。而且越是靠近湖床中心，这种畸形（比例）越高。越温暖的地方，畸形就越多。

孢子是一种常见的化石。虽然有外壳保护，但它们很容易受到紫外线的辐射。就像人类一样，孢子甚至可以对紫外线产生“变黑”的反应。

 

泥盆纪早期的蕨类植物形态

马歇尔认为，臭氧层剥离，气候变暖导致夏季雷暴更为强烈。这可能会将消耗臭氧层的水和盐的混合物注入平流层。由于紫外线杀死了森林，植物的尸体进入海洋提供了过剩的营养物质，浮游生物和藻类大量繁殖，从而产生更多破坏臭氧的盐。这无疑成为了一种恶性循环。

泥盆纪晚期的悲剧也为现代人类敲响了警钟。人为因素导致的全球变暖同样可以导致生态系统的崩溃。我们虽然有幸没有亲历泥盆纪时期的那场灾难，但我们有责任阻止灾难的再次重演。而我们当下正在经历的疫情，或许就是地球给予我们的又一次警示。

参考文献：

Marshall, J. E. A., Lakin, J., Troth, I., & Wallace-Johnson, S. M. (2020). UV-B radiation was the Devonian-Carboniferous boundary terrestrial extinction kill mechanism. Science Advances, 6(22), eaba0768. doi:10.1126/sciadv.aba0768