一條不起眼的化學線索，或將改寫大滅絕的故事

不起眼的古老微生物留下的化學線索，

撰文：Kliti Grice（科廷大學有機與同位素地球化學約翰·科廷傑出教授）
Calum Peter Fox（科廷大學研究員）
目前普遍認為，地球歷史上曾發生過約五次最主要的大滅絕事件。大滅絕通常發生在地質時間尺度上很短的一段時間內，在這些事件中，當時生活在地球上的大部分生命會幾乎完全消失。

五次主要的大滅絕事件。更多介紹可見《生命史上的至暗時刻》《最大規模滅絕事件的罪魁禍首》。| 圖片設計：嶽嶽
確認這些發生在遠古的滅絕事件並非易事，事件的時間等信息通常源自於對全球化石記錄的推斷。比如，三疊紀末期的大滅絕通常被認為發生在兩億多年前。一些觀點認為，此次事件這是由超級大陸泛大陸的分裂引起的。中大西洋巖漿省（CAMP）的洋底擴張引發了大規模的火山活動，使大氣中二氧化碳水平升高，並造成海洋酸化。
這次滅絕事件抹去了全球約76%的物種，包括陸地上和海洋中的大量史前生物。在生態上，大量陸生爬行動物以及兩棲生物消失，陸地上相應生態位的空缺，恐龍獲得了迅速發展的機會，並在隨後的侏羅紀時期迎來了稱霸地球的日子。
然而，近期有研究人員發現，一些不起眼的微生物留下的化學線索，可能改寫這次滅絕事件的時間軸。近期一項新研究通過檢驗分子化石（也就是從浸泡在史前水體的微生物席中提取出的微量化學物質）後認為，這些災難性事件實際上比之前認為的發生得更晚。研究已於近日發表在PNAS。
通常，科學家把三疊紀末期大滅絕事件及其「前奏」的火山劇烈活動確定在約2.01億年前。支持這一結論的主要證據來自對英國布里斯托海峽那一時期的巖石。這些巖石顯示出獨特的化學特徵，巖石中不同的碳同位素的比值表明，這是全球大氣發生變化的時間。由於大西洋中部大規模的火山活動，大量甲烷被釋放到空中，進而改變了在此期間形成的巖石的化學成分。

布裡斯託海峽的巖石提供了大滅絕事件發生時間的線索。| 圖片來源：Calum Peter Fox / The Conversation
但這次，研究人員在同一地區發現的同一時期古老微生物席，挑戰了事件發生時間的假說。微生物席是一種寶貴的研究資源，能夠幫助我們窺探遠古地球的許多細節。在有的情況下，一些微生物席還幫助保存了大量史前動物的化石證據，包括軟組織、紅細胞和古老動物飲食的化學線索等。
隨著該地區的水體從鹹水變為半鹹水或淡水，同時水位下降，形成數釐米深的「小水坑」，微生物席形成。研究人員發現，真正造成巖石化學特徵變化的主要原因其實正是這些繁榮的微生物群落，而不是之前認為的全球性火山事件。
研究人員猜想，水體的鹽度變化、水位下降等環境的改變，也是科學家把這一事件誤認為是大規模滅絕的另一個原因——從結果上來看，海洋生物在這一時期從當地的化石記錄中消失了。但並不是因為它們都滅絕了，而是因為這裡不再是海洋。
雖然暫時還不確定，三疊紀末期的大滅絕事件究竟被推遲了多久，但對全球的海洋生物來說，這可能僅僅帶來了一個相對短暫的「緩刑期」。科學家基本可以確認的是，大規模的火山事件的確發生過，只是它們可能並沒有之前認為的那麼早。
研究人員相信，微生物席帶來的信息可能同樣有助於了解其他幾次大滅絕事件，比如大約發生在2.52億年前的二疊紀末期那次目前已知的最大規模滅絕事件，以及約6600萬年前「最著名」的那次消滅了恐龍的的滅絕事件。滅絕恐龍的小行星撞擊事件在墨西哥灣留下了希克蘇魯伯隕石坑，有研究在那裡的微生物席中發現了色素和脂類殘留物，這表明光合作用過程在撞擊事件之後的20萬年內已經開始恢復。

現代與三疊紀末期的全球生態變化驅動因素示意圖。| 圖片來源：Victor Lesh / The Conversation
過去的滅絕事件其實也是對地球未來可能發生的大滅絕事件發出了嚴峻的警告。三疊紀末期的地球出現了巨大的環境變化，包括生物多樣性下降、海洋酸化、氧氣水平降低、棲息地破壞、營養物轉移和海平面變化。更深入地了解這些變化將提供重要的信息，也能讓我們更好地認識到生態系統目前面臨的威脅。
原文標題為「How chemical clues from prehistoric microbes rewrote the story of one of Earth’s biggest mass extinctions」，於2020年11月17日首發於The Conversation，原文連結：https://theconversation.com/how-chemical-clues-from-prehistoric-microbes-rewrote-the-story-of-one-of-earths-biggest-mass-extinctions-150170，文章基於CC協議翻譯，中文內容有編輯修改，僅供參考，一切內容以原文為準。