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7月6日，科技日報記者從中國地質(zhì)大學(xué)（武漢）獲悉，該校生物地質(zhì)與環(huán)境地質(zhì)國家重點實驗室陳中強教授團隊聯(lián)合國內(nèi)外合作者，利用遺跡化石大數(shù)據(jù)，以二疊紀—三疊紀之交為例，評價了以軟軀體生物為主導(dǎo)的內(nèi)生動物生態(tài)系統(tǒng)在生態(tài)大危機之后的抗災(zāi)恢復(fù)能力，揭示它們在溫室海洋中的復(fù)蘇過程和機制。相關(guān)成果在線發(fā)表于《科學(xué)進展》。
發(fā)生在2.52億年前的生物大滅絕導(dǎo)致90%以上發(fā)育骨骼的海洋物種滅絕。然而，海洋生物還包括那些通常不被保存下來的軟軀體生物，它們的活動行為在地史時期以遺跡化石形式保存下來。
據(jù)介紹，軟軀體生物在海洋生態(tài)系統(tǒng)中扮演“生態(tài)系統(tǒng)工程師”角色，它們通過改造棲息環(huán)境物理化學(xué)性質(zhì)，來增加生物地球化學(xué)梯度的復(fù)雜性等，從而對生物多樣性產(chǎn)生顯著的正反饋作用。
新研究通過對我國26條代表不同環(huán)境的二疊系—三疊系地層剖面記錄的2萬余枚遺跡化石進行系統(tǒng)研究，發(fā)現(xiàn)軟軀體生物在大滅絕后約300萬年（早三疊世斯密斯亞期）就已復(fù)蘇，遠遠早于骨骼生物復(fù)蘇時間。此外，多種定量相關(guān)性模擬分析表明，軟軀體生物的復(fù)蘇過程與外部環(huán)境變化相關(guān)性很低，表明大災(zāi)難后海洋生態(tài)系統(tǒng)的復(fù)蘇過程相比外部環(huán)境制約，可能更受控于海洋內(nèi)部生物之間的相互作用。
同時，研究人員發(fā)現(xiàn)，生態(tài)大危機后，軟軀體生物和游泳生物多樣性均在斯密斯亞期恢復(fù)到大滅絕前水平。游泳生物具備自由移動能力，在大危機中能迅速逃離惡劣環(huán)境條件，避難至更有利的環(huán)境中，它們處于食物鏈頂層。相反，造跡生物棲居海底表面或沉積物中，處于食物鏈金字塔下層。這兩種功能群生物卻在大滅絕300萬年后同時復(fù)蘇，反映食物鏈下層的造跡生物通過營養(yǎng)和能量“自下而上”的傳遞機制，對上層高級消費者產(chǎn)生明顯正反饋作用。
研究還發(fā)現(xiàn)，在碳酸鹽巖臺地—緩坡等淺水環(huán)境中，軟軀體內(nèi)棲生物與表棲固著殼體生物之間存在偏害共生現(xiàn)象，即造跡生物的“推土機”行為一方面為海底沉積物帶來生機，另一方面使海底沉積物變得不穩(wěn)固，堵塞表棲固著濾食生物身體的過濾結(jié)構(gòu)，從而破壞表棲固著生物的棲息環(huán)境。這種偏害共生現(xiàn)象抑制了底棲固著生物的災(zāi)后復(fù)蘇。
因此，在生態(tài)大危機之后的溫室海洋中，軟軀體生物調(diào)控了整個生態(tài)系統(tǒng)的復(fù)蘇過程。其中，“生態(tài)系統(tǒng)工程師”在一定程度上觸發(fā)了生物演化創(chuàng)新和輻射，重演了5億年前動物早期演化一幕。
來源：科技日報
