中国科学家揭开寒武纪大灭绝之谜:花垣生物群的震撼发现
在地球生命史的长河中,寒武纪大爆发后的首次全球性灭绝事件——辛斯克事件,长期以来因证据匮乏而笼罩在谜团之中。北京时间1月29日,《自然》杂志刊登了中国科学院南京地质古生物研究所团队的最新研究成果,揭开了来自湖南花垣、距今约5.12亿年的特异埋藏化石宝库——花垣生物群的面纱。这一发现首次展现了显生宙第一次大灭绝后深水海洋的生命全景。
在地球生命演化的宏大叙事中,人们熟知的是大约6600万年前恐龙灭绝的白垩纪末事件,或是2.52亿年前的二叠纪末“大死亡”。然而,在更遥远的时光深处,一场规模相当的灾难曾悄然上演,直到中国科学家在湘西的群山中,敲开了5.12亿年前的时间胶囊。
寒武纪的“中断乐章”
大约5.39亿年前,地球生命史上最壮观的创新事件——“寒武纪生命大爆发”拉开了序幕。在此后不过两千万年的时间里,几乎所有现代动物门类的祖先纷纷登场。然而,这段生命的华彩乐章并未持续太久。在大约5.13亿年前,一场被称为辛斯克事件的生物大灭绝突然袭来。
“属一级的生物灭绝率高达41%~49%,其严重程度被一些研究评估为仅次于历史上规模最大的二叠纪末大灭绝。”
为何如此重大的事件却鲜为人知?问题在于证据的局限。近40年来,科学家对辛斯克事件的了解主要来自浅海生态系统的化石记录。然而,这些记录仅代表海洋动物群落的一部分,缺乏完整保存软躯体动物的化石宝库,使得对那时海洋生态系统变化的理解显得片面。
花垣生物群的震撼发现
转机出现在湖南湘西土家族苗族自治州的连绵群山之中。2020年,花垣县石栏镇磨子村修建机耕道时,露出一片新鲜的灰色泥页岩剖面。这些岩石是保存软躯体化石的理想材质,标本被送到研究团队手中。
研究团队意识到这些化石的非同寻常:其所属的地层时代正好紧接在辛斯克大灭绝事件之后。经过5年的系统性发掘与研究,最终在《自然》上向世界宣告了“花垣生物群”的发现。
“研究团队已采集超过5万块化石标本,仅从早期分析的8681个个体中,就鉴定出153个动物物种,其中59%是科学界从未认识的新物种。”
花垣生物群囊括了惊人的16个门一级的动物类群,几乎呈现了寒武纪动物多样性的完整图谱。化石以碳质膜和黏土矿物膜的形式,将柔软的身体组织奇迹般封存,展现了一个复杂的深水生态系统。
深海或为生命庇护所
花垣生物群的价值远不止于增添一批精美的化石。它为理解辛斯克大灭绝的性质和影响提供了革命性的新视角。
研究表明,辛斯克事件对浅海和深海生物群的影响存在显著差异。在云南的浅海环境,物种组成发生剧变,而在花垣的深水环境,许多物种得以幸存。
“这强烈暗示,辛斯克大灭绝可能主要由浅海大范围缺氧等环境灾难驱动,而外大陆架的深水环境则在一定程度上充当了生命的‘避难所’。”
分析还发现,花垣生物群与北美布尔吉斯页岩生物群有着紧密联系,支持了深水环境在灭绝事件中的双重角色:不仅是生命的避难所,亦是演化创新的摇篮。
全球生物群的重大转折
研究团队对全球45个重要的寒武纪软躯体化石群进行了大数据分析,结果显示辛斯克事件前后的全球动物群落面貌存在根本性差异。这意味着寒武纪演化生物群的整体结构在这场灭绝中发生了重大“改组”。
国际权威学者Robert R.Gaines评价,花垣生物群是足以与澄江、布尔吉斯页岩并列的全球顶级寒武纪化石宝库。它的发现如同一束强光,射入了显生宙第一次大灭绝之后长达数千万年的“认知黑暗期”。
中国湘西山区的这些古老石板,引领科学家继续审视5亿多年前那场打断生命爆发的浩劫,为我们书写地球生命韧性故事补上了至关重要的一章。在探究生命如何度过远古危机的同时,或许也能为正身处一个快速变化星球上的我们,带来关于生存与适应的深远思考。