中外科研人员通过“防晒霜”揭秘2.52亿年前生物大灭绝

(资料图片)

中新网南京1月7日电 (记者 杨颜慈)据中国科学院南京地质古生物研究所7日消息，该所刘锋研究员与英国、德国等地的同行合作，通过研究化石花粉粒中“防晒霜”含量的变化，发现臭氧层破坏是导致二叠纪末陆地生物大灭绝的直接证据。

研究成果在线发表于国际知名期刊《科学进展》(Science Advances)。

科研人员介绍，2.52亿年前的二叠纪末期大灭绝事件是显生宙最大一次灭绝事件，造成了约81%的海洋物种和89%的陆地物种灭绝，其主要原因被认为是大规模火山喷发导致的环境变化，但仍缺乏环境因素影响陆地生态系统的直接证据。

图为本次研究的藏南曲布剖面二叠纪末期黑色页岩。　南古所 供图

科学家们普遍认为二叠纪末期西伯利亚大火成岩省的喷发造成的全球温室气体增加，全球变暖以及海洋酸化可能是引起这次灭绝的主要诱因。但对于这些环境因素如何影响陆地生态系统到目前还有很多争论。

“为了适应陆地辐射环境，陆生植物演化出了一些调控机制，以减少紫外线对植物体的伤害。”刘锋介绍，在植物体的生殖细胞中这种机制表现为植物的孢子和花粉的外壁中含有大量功能与“防晒霜”十分相似的化合物。

这些化合物可抵抗紫外线引起的氧化作用，从而保护脆弱的孢子和花粉。因此，理论上可以通过对这些孢子和花粉中“防晒霜”含量的测定反推地质历史时期大气紫外线辐射强度。

该研究团队运用傅里叶变换红外光谱，对产自中国西藏南部的1011粒阿里型花粉中的香豆酸和阿魏酸进行了定量测量。通过大数据分析，发现在二叠纪末大灭绝期间地层中花粉外壁的香豆酸和阿魏酸含量明显高于灭绝前后化石花粉中该化合物的含量。“防晒霜”含量的变化，证实了二叠纪末期大灭绝期间存在全球紫外线辐射增加的现象。

臭氧层破坏引起的紫外线辐射增加对陆地食物链的影响。　南古所 供图

刘锋介绍，研究团队也对剖面地层的有机碳同位素和汞的浓度进行了分析，发现这两个指标的异常波动与化石花粉中出现大量香豆酸和阿魏酸的层位基本相当，进一步确认二叠纪末期全球紫外线辐射的增加可能是由于当时剧烈的火山活动引起的。

该研究得到国家自然科学基金委员会、第二次青藏高原科学考察与研究、中科院战略性先导科技专项(B类)、德国研究基金会等机构的资助。(完)