地球最糟糕的大规模灭绝在土地上花了十倍,而不是水

Lystrosaurus插图

显示lystrosaurus的例证在终端二叠纪群众灭绝期间。信用:Gina Viglietti

当大规模的火山喷发导致灾难性气候变化时,我们的星球最糟糕的大规模灭绝事件发生了252万年前。绝大多数动物物种灭绝,当尘埃落定时,该地球进入了恐龙时代的早期。科学家们还在了解动物灭绝的模式,其中幸存的模式以及为什么。在新的研究中pnas.,研究人员发现,虽然在海洋中迅速发生,但在陆地上的生活越来越长,更长的灭绝时期。

“人们认为,因为海洋物种灭绝发生的时间很短,陆地上的生物也应该遵循同样的模式,但我们发现,海洋物种灭绝实际上可能是陆地上更长期、更持久事件的一个标点符号,”Pia Viglietti说,他是芝加哥菲尔德博物馆的博士后研究员pnas.研究。

“The focus for studying terrestrial extinction has basically been, ‘Can we match up the pattern in the terrestrial realm with what’s observed in oceans?’ And the answer is, ‘Not really,’” says Ken Angielczyk, the paper’s senior author and curator of vertebrate paleontology at the Field Museum. “This paper is the first really focusing on vertebrates and saying, ‘No, something was going on that was unique to the terrestrial realm.’”

Zaituna Skosan田野调查

Zaituna Skosan,Iziko博物馆的Collection Manager在南非,南非,在Karoo Basin的野外工作期间将一个破碎的化石粘在一起。信用:罗杰史密斯

为什么科学家向海洋灭绝寻找线索的一部分是土地上发生的事情是水下更完整的化石创业。如果你想成为一个化石,被水染色,你的身体会迅速被沉积物覆盖,是一种使它发生的好方法。因此,古生物学家已知一段时间,虽然25200万年前,在二叠纪时期结束时遭到大规模灭绝,但在100,000年内,居住在海洋中的85%以上的物种灭绝了。虽然这似乎很长一段时间,但在地质时间很快。终身灭绝的海洋版本占总380,000,000年的10万年,即生命已经存在 - 相当于整整一年的14分钟。

为了了解在土地,Viglietti,Angielczyk的生活中发生的事情,他们的同事检查了588个四足化石动物的化石,这些动物在南非在二叠纪爆发时居住在南非的南非的卡罗流域。

“我们发现化石的地方非常漂亮。在一个清爽的夏日早晨,绿色的山坡是如此诱人,它使炎热仍然可以忍受,”扎伊图纳·斯科山说,他是Iziko南非博物馆的古生物收集经理,也是这篇论文的合著者之一。“找到好的化石是最好的感觉,但也是短暂的,因为你必须集中精力,继续寻找你的下一个发现。”即使是最好的化石发现者有时也能忽视一次伟大的发现。”

化石Lystrosaurus.

在南非南非卡罗盆地的实地考察中,收集了患者患者的脊髓龙龙鹿龙龙龙属的化石,该哺乳动物相对于灭绝终止灭绝事件。信用:罗杰史密斯

研究人员创建了一个数据库,并按年龄对化石进行分类,将标本按30万年的时间间隔分组。这种方法使研究人员能够量化不同物种的出现和消失,并观察随着时间的推移而出现的更大的生命图景,而不是仅仅依靠单个样本来讲述整个故事。

“我们的方法将数据统一起来,然后说,好吧,在这个时间内我们有这些物种,但随着我们上升,我们有这些其他物种。通过对这些箱子应用采样方法,我们可以帮助纠正在不同的时间间隔或地点收集更多或更少的标本等问题。最终,它能让我们量化物种灭绝发生的程度以及新物种出现的速度。“你不用把过多的注意力放在任何一块化石上,而是在大致相同的时间间隔内汇集了数百个观察结果。”

“为了从数百块化石中找出物种灭绝的模式,我们使用了一种叫做统计学的数学方法。当一个物种消失时,它可能已经灭绝了,也可能仍然存在,等待被发现,但至今未被发现yabo124牛津大学也是这项研究的合著者之一。“在我们对物种灭绝的时间有任何信心之前,我们必须处理这个问题。数学已经被理解了,所以统计工作涉及编写计算机算法,从数据中提取出所有重要的消失信号。”

有助于揭示灭绝和恢复模式的物种之一Lystrosaurus.,根据物种,一种食草早期的哺乳动物相对,从一只小狗的大小到牛,这取决于物种。“它有一个喙和象牙,它不是最具吸引力的动物,但我有一个柔软的地方Lystrosaurus.因为它就像是我读研究生时研究的第一种动物,所以又回到了原点Lystrosaurus.这项研究让我很开心,”Viglietti说。

Lystrosaurus.是古生物学家称之为“灾难征分类” - 在大多数其他生命挣扎的时候茁壮成长的集团。“Lystrosaurus.就像一张海报孩子,最终二叠纪灭绝,总是被描绘成这种在所有这一灭绝的后果蓬勃发展的那种动物,只是接管,“Viglietti说。“但我们看到了Lystrosaurus.甚至在大灭绝开始之前,它就已经很丰富了。这让我们开始思考是什么驱动了这种富足Lystrosaurus.在其他动物灭绝之后刚刚接管了贫瘠的景观,或者环境正在发生变化Lystrosaurus.适应导致所有这些其他物种灭绝的这些变化。我们最好的猜测是后者。“

研究化石像Lystrosaurus.展示了研究人员认为,二叠纪灭绝在陆地上看起来与海洋中的不同看法 - 这是一个更长时间,更加绘制的事情。Using the earlier comparison, if the history of life on Earth were compressed into a single year and the end-Permian extinction killed 95% of the ocean’s animals in a matter of 14 minutes, the land extinction would have taken ten times as long, about two hours and twenty minutes.

究竟尚不清楚为什么大规模灭绝事件发生在土地上更慢。“地球气候的变化累积并随着时间的推移增加。生态系统慢慢地破坏了,然后它刚刚折叠的一切,就像破碎骆驼的背部的稻草一样,“Viglietti说。“一切都很好,直到它不是。”

差异的一个原因可能是海洋可以吸收化学变化并稳定自己,直到一点。“在当今的气候危机中,海洋可以吸收大量的二氧化碳或在没有人们实现的情况下在温度上升,然后突然突然获得海洋酸化和珊瑚漂白等突然的生态系统故障,”Viglietti说。这对已故的二叠纪海洋可能是真的。

了解二叠纪末的大灭绝中发生了什么,为我们提供了恐龙崛起的线索——许多古代哺乳动物近亲灭绝了,留下了生态空缺,恐龙祖先进化来填补。但是二叠纪末的灭绝也为我们提供了关于地球正在经历的大规模灭绝事件的见解,这是由于气候变化和栖息地的破坏。

“我们造成的环境变化以及我们对动物物种的影响正在达到规模使得在人类历史上没有相当的人类历史上没有任何东西,”angielczyk说。“化石记录可以让我们了解大规模生物多样性危机是什么样的,以及他们如何进行。”

“从灭绝恢复需要很长时间。当我们失去多样性时,我们一生都不会恢复,这将花费数十万年,甚至数百万,“Viglietti说。“这样的研究表明我们的社会应该关注的内容。”

Reference: “Evidence from South Africa for a protracted end-Permian extinction on land” by Pia A. Viglietti, Roger B. J. Benson, Roger M. H. Smith, Jennifer Botha, Christian F. Kammerer, Zaituna Skosan, Elize Butler, Annelise Crean, Bobby Eloff, Sheena Kaal, Joël Mohoi, William Molehe, Nolusindiso Mtalana, Sibusiso Mtungata, Nthaopa Ntheri, Thabang Ntsala, John Nyaphuli, Paul October, Georgina Skinner, Mike Strong, Hedi Stummer, Frederik P. Wolvaardt and Kenneth D. Angielczyk, 27 April 2021,美国国家科学院院刊
DOI: 10.1073 / pnas.2017045118

本研究由以下作者贡献:PIA A.Viglietti,Roger B.J.Benson,Roger M.H.史密斯,詹妮弗·斯巴塞,亚基·斯科汉,Zaituna Skosan,Elize Butler,Annelise Crean,Bobby eloff,Sheena Kaal,JoëlMohoi,William Molehe,Nolusindiso Mtalana,Sibusiso Mtungata,Nthaopa Natteri,Thabang Ntsala,John Nyaphuli,Paul 10月,GeorginaSkinner,Mike Strong,Hedi Stmmer,Frederik P.Wolvaardt和Kenneth D. Angielczyk。

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