大約 2.52 億年前，二疊紀末期大規模滅絕導致多達 80% 的海洋物種滅絕，導致全球海洋生物群落變得異常相似。斯坦福大學的研究人員創建了一個基于氣候的模型，表明環境變化（如變暖和缺氧）使一些耐寒物種得以繁衍生息并在全球蔓延，這一發現也有助于解釋當今的生物多樣性危機。

斯坦福大學的科學家發現，大滅絕之后的劇烈氣候變化使得一些海洋物種得以在全球范圍內傳播，從而導致了全球范圍內的生物趨同。

科學家將其稱為“大滅絕”并非毫無道理。大約 2.52 億年前，二疊紀末期大規模滅絕事件導致 80% 以上的海洋物種消失，這是地球歷史上最極端的同類事件。

隨后是一段神秘的、長達數百萬年的時期，可以稱為“大衰退”，當時從赤道到兩極，全球各地的海洋動物群落看起來驚人地相似。研究人員長期以來一直在尋找這種所謂的分類同質化現象的解釋，這種模式在過去五億年的其他大規模滅絕之后也曾出現過。

現在，斯坦福大學的科學家團隊找到了一個可能的解釋。他們的研究表明，大滅絕后廣泛的環境劇變創造了條件，使一些適應力強的物種能夠大大擴展其地理范圍。通過分析海洋化石記錄（大滅絕后最完整的生命檔案），他們開發了一個模型來了解蛤蜊、牡蠣、蝸牛和蛞蝓等物種如何在地球新近變暖、低氧的海洋中繁衍生息。

該研究于 3 月 26 日發表在《科學進展》上，為地球最嚴重的滅絕之后生命如何恢復提供了新的見解，并對當今由人類影響引發的生物多樣性危機提供了重要見解。

“對于我們古生物學領域的人來說，這個模型相當于氣候科學家使用計算機氣候模型，根據一些簡單的數學表示對世界應該如何變化做出定量預測，”資深研究作者、斯坦福大學杜爾可持續發展學院多雷爾·威廉·柯比地球和行星科學教授喬納森·佩恩說。“我們現在能夠以一種新的方式研究大規模滅絕的生物地理變化，并更好地理解為什么有些動物群體幸存下來，而其他動物群體卻滅亡了。”

除了化石記錄，科學家還根據自然產生的化學標記來了解古代海洋，這些標記揭示了過去的溫度和環境條件。二疊紀末期，地球正受到現代西伯利亞災難性火山活動的沖擊，這場火山活動引發了強烈的全球變暖、氧氣耗盡和海洋酸化，導致 2.52 億年前大多數海洋生物死亡。

但單憑滅絕本身并不能解釋其幸存物種的奇異存在——此前這些物種僅局限于某些特定地點——在隨后的數百萬年中，即最早的三疊紀地質時期，在全球各大洋中都存在。為了傳達行星尺度上的分類同質化這一超現實概念，主要研究作者、地球和行星科學博士候選人 Jood Al Aswad 提出了一個與陸地動物的現代類比：

“如果有人今天問你在哪里可以找到袋鼠，你會說澳大利亞，”她說。“但現在想象一下發生了一些重大災難，比如一座巨大的火山爆發，之后你會發現全球各地都有大量的袋鼠——它們遠在南極洲，在埃及金字塔旁跳躍，甚至在加利福尼亞州的斯坦福也有。”

佩恩說，二疊紀末期滅絕事件前后的化石“從豐富多樣的群落變成了幾乎千篇一律的群落，無論你從哪里看過去都是如此。”根據這項研究，滅絕事件后，世界各地物種的多樣性減少了一半以上。

近 200 年來，研究人員一直在爭論這些化石記錄明顯差異的原因，并在近幾十年來提出了多種機制來解釋為什么二疊紀末期滅絕后不同地點的居民非常相似。

一種假說是“生態釋放”，即某些捕食者和競爭者相繼死亡，讓一個幸存的生物群體得以蓬勃發展。另一種常見的理論是，氣候變化的方式為幾乎所有地方的少數生物群體創造了有利的環境。

研究作者對這些假設進行了檢驗，利用提供有關古代海洋氧氣水平和溫度條件信息的地球化學數據，建立了二疊紀末期海洋環境變化的氣候模型。

然后，他們利用與大滅絕幸存者和受害者有關的蛤蜊和蝸牛等海洋無脊椎動物的生理實驗數據，構建了一個模擬物種的氣候模型。這些虛擬物種能夠根據它們在溫度和氧氣供應變化中生存的能力，對二疊紀末期的環境變化做出反應。通過這種方式，該模型提供了一個“僅從生理學角度”的評估，即如果氧氣和溫度是物種遷徙的主要驅動因素，物種的地理分布將如何變化。

結果表明，在大滅絕之后壟斷海洋化石記錄的那群頑強的軟體動物確實非常適合變化后的世界條件。因此，該模型甚至不必考慮生態系統層面的因素，例如捕食者和競爭對手的喪失，這些因素可能也起到了次要作用。

佩恩說：“我們的研究對二疊紀末期物種滅絕的某些幸存者為何能夠繁榮發展以及為什么全球范圍內發生同質化提供了簡單的環境解釋，而非生態解釋。”

除了闡明遙遠的過去之外，新模型還可以幫助科學家和政策制定者預測和更好地理解當前正在發生的生物多樣性危機，即由數十億人類改變地球的活動造成的即將發生的大規模滅絕。

研究作者寫道：“當前的生物多樣性危機預計將導致生態系統組成的變化，其變化甚至會超過最早三疊紀的變化，這是迄今為止最大的同質化事件。”

Al Aswad、Payne 和同事們目前正在擴展他們的模型，以研究過去的其他大規模滅絕事件，比如著名的導致非鳥類恐龍滅絕的白堊紀末期事件。

“我們的模型為研究動物如何應對極端環境變化提供了絕佳方法，”Al Aswad 說道。“隨著人類活動引發氣候變化，有人警告說，如果我們繼續下去，那么在未來，我們也將看到現代海洋中生物的分類同質化。”

編譯自/ScitechDaily