四川
在距今約2.5億年前的地球史上最嚴重的一次大滅絕中，如今仍主導海洋的動物類群——如軟體動物和魚類——之所以能夠脫穎而出，是因為它們的身體更能承受海水升溫和含氧量下降。一項新研究提出了這一結論。這場變化是地球生物曾遭遇過的最劇烈環境沖擊之一，也讓此前長期主宰水域環境的動物類群淪為少數。
這項研究由美國斯坦福大學的安德烈斯·馬爾克斯和埃里克·斯珀林主持，綜合了多種來源的數據，包括實驗室實驗、當代海洋生物多樣性分布圖譜，以及關于二疊紀末災變中生物群的既有研究。這次大滅絕通常被認為比恐龍時代終結時的滅絕更嚴重。海洋中大約每10個物種就有8個消失，陸地上則有大約每10個物種中的7個滅絕。不過，這場浩劫顯然并未以同樣方式影響所有生物。
對于海洋動物，古生物學家通常把經歷這場災難的類群分為“古生代動物群”和“現代動物群”。前者包括海百合、腕足動物等奇特類群，在當時一直占據主導地位；后者則與今天的海洋生物更為相似。古生代動物群失去了近80%的科——一個科之下可包含大量物種——而現代動物群的減少幅度似乎不到30%。
除這些統計數據外，這場悲劇的成因也已相當清楚。種種跡象表明，死亡潮是由今天西伯利亞地區的大規模火山噴發引發的。失控的地質活動向大氣中釋放了極其龐大的二氧化碳。二氧化碳會把太陽輻射產生的熱量滯留在地表附近。火山噴發還釋放了大量含硫化合物和其他氣體。結果是，一種失控的全球變暖出現了。在海洋表面某些區域，溫度一度升高了11攝氏度。海水含氧量下降，酸度上升。
這意味著海洋生物必須同時應對三重巨大挑戰：極端高溫、呼吸困難，以及制造和維持貝殼等保護性外殼的障礙。因為海水酸化后，生物形成貝殼所需的化學條件會大幅惡化。這些變量之間的相互作用也不能忽視。海水越暖，氧氣越不容易溶解，動物無法吸收足夠氧氣的風險也就越高。高溫還會提高代謝速率，從而增加對氧氣的需求，使問題進一步惡化。
為了弄清為什么有些類群遭受的打擊遠比其他類群更重，研究人員首先開展實驗，考察海洋無脊椎動物在水溫升高、氧氣供應減少時的代謝變化。他們的出發點是，盡管已經過去數千萬年，二疊紀物種的現代后代仍保留了與祖先在生理上的關鍵相似性，因此至少可以部分推測它們在那場大滅絕中的處境。
實驗對象包括貝類北方蚶蛤——一種與現代動物群相關的物種——以及橫肋特雷布拉塔腕足動物——屬于古生代動物群。結果顯示，在靜止狀態下，來自滅絕前主導動物群后裔的那種無脊椎動物，在耐受低氧方面略占優勢；但在溫度不斷升高的條件下，北方蚶蛤這類軟體動物表現更好。
這是否意味著雙方打成平手？并非如此。研究人員進一步納入了兩個類群中的多種現生物種，并結合它們棲息地的水溫和含氧量變化進行比較。結果發現，整體模式與軟體動物及其他現代動物群成員對升溫具有更高耐受性這一判斷一致。而在缺氧耐受方面，一旦考察的是活動狀態而非靜止狀態，兩者之間的差異幾乎消失。
因此，現代動物群的優勢相當明確。其中一個主要原因是，這些動物擁有比古生代動物群更發達的循環系統。正因如此，它們更能應對代謝速率上升，使氣體和營養物質在體內循環得更有效率，從而躲過了這場災難中最嚴重的打擊。這也構成了對這場大滅絕中生物勝負分化的重要解釋。
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