3.7億年前的泥盆紀晚期，華南地區還是一片海洋，碧藍的海水輕輕拍打著沙灘，距離海岸線不遠處，是大大小小的生物礁體系。
潛入水下，就像是置身於海底總動員的世界，在一簇簇翩翩起舞的珊瑚和層孔蟲礁石中，各種海洋生靈穿梭往來、生息不止……
但是，這個空前繁盛的生物礁很快就迎來滅頂之災：隨著全球氣候變冷，導致海平面下降，大量生物礁露出水面，迅速死亡，而這僅僅是泥盆紀生物大滅絕的開端。
那麼，這些生物礁恢復生機、重現繁榮用了多久？3億多年前的生物大滅絕給了人類什麼啟示？科技日報記者12月14日從中國科學院南京地質古生物研究所獲悉，該所晚古生代研究團隊要樂副研究員與中外學者合作，用大量中國標本見證了晚泥盆世生物大滅絕後生物礁復甦演化過程，成果分別登上國際期刊《地球科學評論》《三古》和《Geological Journal》。
甘肅、廣西兩處標本還原生物礁重生之路
在3.85億—3.71億年前的泥盆紀中晚期，地球迎來了生命演化的重要階段。這一時期，海洋中發育了生命起源以來最大規模的後生動物礁體系，以層孔蟲和珊瑚為主要造礁動物。但是在3.71億年前和3.59億年前，分別發生了兩次生物滅絕事件，層孔蟲—珊瑚礁生態系統隨之崩潰和消失。
今天看來，構成泥盆紀生物礁的珊瑚與層孔蟲都是較為低等的動物，但是生物礁包含海洋中最為複雜多樣的生態系統，也是地球生命演化中最為重要的基因寶庫。
「為了揭示晚泥盆世生物滅絕後，中國密西西比亞紀生物礁的復甦演化過程與全球是否具有一致性，我們與國內外合作者詳細研究了甘肅平川大水溝剖面前黑山組疊層石礁和廣西田林甘垌子剖面都安組後生動物—微生物礁。」要樂告訴記者。
在甘肅平川大水溝剖面前黑山組疊層石中，他們發現大量的泥晶、泥粒、核形石和亮晶方解石，「這些物質都是非常細小的碳酸鈣顆粒，比如泥晶直徑不超過4微米，它們指示疊層石可能由微生物的黏結、捕獲和鈣化作用共同形成。」要樂說，這就是泥盆紀生物大滅絕後替代後生動物礁的微生物礁。
而在廣西田林甘垌子剖面，也發現了豐富的礁體標本，小的幾米，大的有幾十米。研究顯示，這些礁體的「建造者」主要是叢狀復體珊瑚、橫板珊瑚、泡孔苔蘚蟲和微生物，但珊瑚等後生動物已佔據主導，微生物礁日漸式微。
「我們通過菊石、介形蟲、孢粉等化石可確定位於甘肅的疊層石為杜內早期，通過有孔蟲化石確定廣西礁體為維憲晚期，兩者相差約2300萬年。」要樂說。
後生動物礁與微生物礁就像蹺蹺板，一方興盛意味著另外一方衰敗。泥盆紀晚期生物大滅絕導致珊瑚、層孔蟲等後生動物礁崩潰，原本被擠壓到角落裡的微生物乘機佔據淺海地盤，發展壯大自己的隊伍，形成大量微生物礁。過了2300萬年，地球氣候變暖，後生動物再次繁盛，那些微生物成為珊瑚蟲的「盤中餐」，於是局面逆轉變得對後生動物有利。
珊瑚礁大量滅亡預示地球氣候環境出現大問題
生物礁不僅是地球生命演化最為重要的基因寶庫，也是地球氣候環境變化的「警示燈」。
或許有人會說，我不去大堡礁潛水，珊瑚滅亡跟我有什麼關係呢？
「通過地質古生物的研究我們知道，珊瑚礁是一種脆弱的生態系統，它對氣候環境的變化非常敏感。」要樂告訴記者，珊瑚礁一旦大量滅亡，意味著海洋甚至地球氣候環境出了大問題。
3億多年前，珊瑚礁的再次繁盛主要原因來自地球升溫，那時的氣溫比今天的氣溫還要高，南極地區甚至沒有冰蓋。那麼，是否意味著我們無需擔心全球變暖呢？答案是否定的。
據要樂介紹，經過數億年的進化，今天的珊瑚蟲已經與祖輩們不太一樣，它們體內有許多藻類，雙方互利共生。一旦全球變暖，將導致藻類大量死亡，這對休戚與共的好夥伴被拆散後，珊瑚礁也將面臨崩潰厄運。同時，全球變暖會導致海水酸化，這將給敏感的珊瑚蟲致命一擊。
「我們這個研究發現，生物礁恢復生機不是一朝一夕的事，整整用了2300萬年，而生物礁是海洋中重要的生態系統。」要樂打比方說，生物礁突出於海底，非常堅硬，可以抵禦海浪衝擊，為各類海洋生物提供棲息之所，「就像是建造在地面上的高樓大廈，一旦發生地震，樓房都倒了，我們人類去哪住呢？」
來源：科技日報
吉林日報全媒體 編輯：趙樹凱
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