二叠纪长着犬牙厉齿的丽齿兽咬杀吞食大型植食兽足类,两者都在二叠纪末大灭绝中灭亡。新华网发 图片制作郭肖聪

新华网武汉3月22日电(连迅、庞伟红)2.52亿年前的二叠纪末期发生了地球生命显生宙最大的灭绝事件。大灭绝之后陆地生态系统花费多长时间才恢复?陆地生物又是如何恢复的?

近日,中国地质大学(武汉)陈中强教授团队,联合来自美国加州科学院、英国布里斯托大学、美国密苏里科技大学和中国科学院研究人员组成的国际研究团队,首次利用数学模拟研究发现,二叠纪末大灭绝之后的陆地生态系统需要1000多万年的时间才能恢复。数学模拟揭秘了这一阶段生物复苏的过程,相关成果在线发表于《英国皇家学会会刊》。

陈中强介绍,地球历史中曾发生过几次摧毁生态系统的大灭绝事件,其中包括广为人知的、将恐龙灭绝的白垩纪末大灭绝事件。在这次关于二叠纪末大灭绝的研究中,研究团队首次发现,2.52亿年大灭绝比其它灭绝事件对陆地生态系统更具破坏性。这一次几乎每20个物种中就有19个遭受灭绝,仅有5%物种存活下来,生态系统被摧毁殆尽,需要重新建立。

为了复原生态系统灾后重建的具体过程,本次研究文章的第一作者、中国地质大学(武汉)的黄元耕博士,首次运用国际最先进的生态系统数学模拟技术,重建了二叠纪至三叠纪时期14个古群落的食物链网络。这些化石古群落采集自我国新疆北部地区,记录了生物对大灭绝事件的反馈过程。黄元耕说,通过研究生物化石的形态功能、牙齿、胃容物和粪便化石,可以知道不同生物之间的捕食关系,这对建立准确的古食物网十分重要。

黄元耕介绍,古食物网由植物、软体动物、生活在湖泊中的昆虫、鱼类、两栖类和四足动物构成。这些四足动物小到蜥蜴类、大到巨型植食性动物,其中也包含凶猛的魔龙类,以及具有锋利牙齿的掠食者。当这些动物在二叠纪末生态危机中灭绝后,接下来的一千万年间,没有生物接替它们的位置,从而形成了极不稳定、脆弱的陆地生态系统。此后,恐龙和哺乳动物在三叠纪晚期开始出现。最早的恐龙体型很小,约一米长,主要以昆虫为食,但之后它们体型迅速变大,分化出肉食性和植食性物种。

陈中强教授也是本次研究文章的通讯作者。“这是令人兴奋的研究成果。在此之前,我们可以描述古食物网,但很难定量测试它们的稳定性。中国西北地区良好的地质剖面与化石记录,以及先进的计算技术让我们可以像研究现代食物网一样,对古食物网进行深入研究。这些研究或许可以为我们未来的生态系统管理提供一些启示。”陈中强说。

二叠纪末期尽管很多兽足类动物体型变大、身长盔甲而自我保护,终究抵不过大灾难的冲击,躲不过灭绝的命运。新华网发 图片制作郭肖聪

二叠纪末大灭绝后陆地生态系统发生根本性变化,在大灾难中幸存下来的二齿兽一统江湖,成为陆地之王。新华网发 图片制作郭肖聪

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