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三疊紀(jì)·上 | 涅槃

 柳樹(shù)溝圖書(shū)館 2016-12-10



大滅絕結(jié)束了。

風(fēng)中再也不會(huì)有大地咆哮的聲音,也不會(huì)有讓人昏昏欲睡的毒氣。一切似乎又回到了那個(gè)曾經(jīng)的過(guò)去,然而,時(shí)間卻將古生代定格與此,沒(méi)有任何猶豫和欷歔。雖然大滅絕依然是每一個(gè)生物心中的恐懼,但從這一縷風(fēng)中能感覺(jué)到的,是新時(shí)代的空氣。




但相比它終結(jié)的那個(gè)喧鬧的古生代,三疊紀(jì)的開(kāi)場(chǎng)卻是一片死寂:96%的物種滅絕、造礁珊瑚滅絕、造煤植物衰敗以及海洋蕭條而有毒。在這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)大亂的時(shí)代,一些在寒武紀(jì)就已經(jīng)淡出生物界的藻礁紛紛“復(fù)辟”,陸地被單一的肋木草原覆蓋,以其為園地的簡(jiǎn)陋災(zāi)后生態(tài)系統(tǒng),用一千萬(wàn)年時(shí)間,完成了顯生宙最大的生物圈換代。從古生代與中生代,生物界在早三疊的凜冬里涅槃重生。




生的輪回---




毀滅就像是一場(chǎng)盛大的焰火表演,伴隨著轟鳴的開(kāi)場(chǎng)以及死寂的落幕,總是吸引著科學(xué)家們來(lái)充當(dāng)看客。然而毀滅之后的新生,就像是永遠(yuǎn)看不完的新聞節(jié)目,讓科學(xué)家們難以提起胃口來(lái)研究它。畢竟生物界緩慢的元?dú)鈴?fù)蘇就像荒地上長(zhǎng)出樹(shù)林,過(guò)程冗長(zhǎng)緩慢。但三疊紀(jì)生物圈大復(fù)蘇與大輻射卻與之前的兩次大滅絕節(jié)奏大不相同,因?yàn)槎B紀(jì)大滅絕獨(dú)一無(wú)二的規(guī)模,這次復(fù)蘇的歷程也是前無(wú)古人后無(wú)來(lái)者。這次史上最長(zhǎng)的復(fù)蘇歷時(shí)一千萬(wàn)年,而在復(fù)蘇期間,由于原有的生態(tài)系統(tǒng)被完全破壞,生物圈里的長(zhǎng)者、自寒武紀(jì)以來(lái)退隱三億年的藻礁(微生物巖礁)重新登場(chǎng)。

與當(dāng)今的海洋相似,古生代的海洋生物群自?shī)W陶紀(jì)以來(lái),都是圍繞在珊瑚蟲(chóng)等后生動(dòng)物造就的珊瑚礁周?chē)l(fā)展的,寒武紀(jì)之前層廣泛出現(xiàn)于地層中的藻礁“疊層石”(詳見(jiàn):黎明前夜的生命)卻不那么多見(jiàn)了。

古生代四射珊瑚礁的景象(對(duì),那是水?。?/span>

無(wú)論是浮游或者低棲生化,細(xì)菌在海洋中的生活離不開(kāi)生物膜(biofilm)。藻礁的存在則需要更高級(jí)的膜—微生物席。微生物席曾經(jīng)是早期地球重要的開(kāi)拓性生物系統(tǒng)(參考寒武紀(jì)上),然而隨著大爆發(fā)后生物擾動(dòng)加劇,膜很難再生成,藻礁也就淡出了人們視線。然而二疊紀(jì)大滅絕中,承擔(dān)了兩億年造礁任務(wù)的四射珊瑚被滿門(mén)抄斬,低棲生物消失殆盡。在這個(gè)后生生物都造不出礁的時(shí)代,藻礁再次承擔(dān)起生物界先遣部隊(duì)的使命。這種時(shí)隔三億年的“復(fù)辟”被稱為時(shí)錯(cuò)性再現(xiàn)(anachronistic facies)。


三疊紀(jì)地層中的疊層石,來(lái)自華南

不過(guò)一直秉信悶聲發(fā)大財(cái)?shù)募?xì)菌不會(huì)一直站在前臺(tái),他們的復(fù)興,只是給大滅絕后沒(méi)有立身之處的海洋生物提供一個(gè)還算穩(wěn)定的避風(fēng)港,并庇護(hù)他們走到下一個(gè)進(jìn)化節(jié)點(diǎn)。一千萬(wàn)年后,當(dāng)一種叫六射珊瑚的珊瑚蟲(chóng)掌握了“成礁技術(shù)”,藻礁又再次隱去,直到今日再也沒(méi)有登場(chǎng)。而六射珊瑚,在之后的日子里建造了諸如大堡礁等世界上最偉大的工程,珊瑚礁的歸來(lái),預(yù)示著長(zhǎng)達(dá)一千萬(wàn)年的寒冬期結(jié)束,海洋生態(tài)重新塑形,并一直延續(xù)到今天。

PS:古生代的四射珊瑚與當(dāng)今的六射珊瑚并沒(méi)有繼承關(guān)系,兩種珊瑚蟲(chóng)早在古生代早期就分道揚(yáng)鑣。如果六射珊瑚沒(méi)有進(jìn)化出藻礁功能,當(dāng)今海洋中藻礁的是何種生物還難以想象。




煤山到煤層---




作為重要的地層界線,二疊-三疊的“金釘子”(金釘子概念詳見(jiàn)《地質(zhì)年代表傳奇》)是全球地質(zhì)學(xué)家的重點(diǎn)關(guān)注對(duì)象,而這個(gè)地層界線就確定在我國(guó)浙江長(zhǎng)興的一個(gè)叫煤山的采石場(chǎng)中,由于二疊紀(jì)大滅絕的眾多信息都來(lái)自這里,煤山幾乎成為大滅絕研究的代名詞。

頗有趣的是,這個(gè)叫煤山的剖面卻代表一次終結(jié)煤層的事件。晚古生代是全球重要的聚煤期(山西的煤炭大多數(shù)集中在這一時(shí)期),大滅絕結(jié)束了這一切。僅僅以裸子植物為代表,從二疊紀(jì)以來(lái)發(fā)現(xiàn)的19個(gè)裸子植物科中,僅僅有3個(gè)殘存到三疊紀(jì)。象征著豐富植被的煤層也從地層中消失了,這一消失就是一千多萬(wàn)年,這一千萬(wàn)年間,原始的古生代植物群消失,轉(zhuǎn)變?yōu)樽匀B紀(jì)至今的現(xiàn)代全球植物群的大體面貌。

在蕭條的早三疊紀(jì),只有聚集了一部分水肥的低地是植物界避難的基地,然而災(zāi)后貧瘠的土壤讓之前壯觀的喬木蕨類無(wú)法生存,只有能夠在極低水肥條件下生存的矮小的石松類-肋木Pleuromeia成為當(dāng)時(shí)過(guò)渡低地的主人。早三疊期間,肋木作為墾荒植物遍布全球各地,為其他植物類的復(fù)蘇開(kāi)辟新的生態(tài)。


肋木和他代表的滅絕后過(guò)渡低地生態(tài)

野草一般的肋木雖然不能創(chuàng)造煤層,但經(jīng)過(guò)肋木數(shù)百萬(wàn)年的生態(tài)恢復(fù),早三疊紀(jì)后期到中晚三疊,現(xiàn)代真蕨類植物(許多這當(dāng)中的類群存活至今并在低地植物群的近地面組分中占據(jù)重要地位,例如雙扇蕨Dipteridaceae馬通蕨Matoniaceae,我們所熟知的里白Gleicheniaceae以及桫欏Cyatheaceae)、多種松柏類、以及幾個(gè)現(xiàn)在已經(jīng)滅絕的植物大類如本內(nèi)蘇鐵首批崛起,煤層又開(kāi)始在一些適合植物的低地環(huán)境,如赤道地區(qū),即如今的美國(guó)西南部和德國(guó)發(fā)展。中緯度的植物群此時(shí)也多是相似的,但多樣性相比赤道大大降低。整體上,晚三疊紀(jì)低地植被幾乎很少有緯度變化,可能反映了全球大多數(shù)地區(qū)較一致的無(wú)霜凍氣候。






陸上的世界---




我們之前介紹了不少丑陋的二疊紀(jì)的“類哺乳動(dòng)物”合弓類,二疊大滅絕能否改變陸地的顏值那?然而我們的期待可能要一場(chǎng)空了,在早三疊荒蕪的肋木低地里,陸地復(fù)蘇期的最繁榮動(dòng)物竟然還是合弓類成員--二齒獸類的水龍獸Lystrosaurus。不多說(shuō)了!又是一種顏值低迷的小動(dòng)物。


一種水龍獸Lystrosaurus murrayi

講道理,二疊大滅絕對(duì)合弓類的影響幾乎是毀滅性的,然而作為當(dāng)時(shí)運(yùn)動(dòng)能力較先進(jìn)的、身材又小巧的食草動(dòng)物,水龍獸得以成功逃過(guò)一劫。而且隨著運(yùn)動(dòng)能力較差但是體型與飯量驚人的二疊紀(jì)合弓類滅絕殆盡,水龍獸依靠其運(yùn)動(dòng)能力迅速占領(lǐng)大量的生態(tài)位置,成為早三疊分布最廣、數(shù)量最大的陸地脊椎動(dòng)物。


水龍獸進(jìn)食肋木

等等,懂得一些地學(xué)知識(shí)的人都知道,中生代是“爬行動(dòng)物的時(shí)代”!最繁盛的動(dòng)物怎么會(huì)是一種泛哺乳動(dòng)物?這里沒(méi)有欺負(fù)你讀書(shū)少,水龍獸及其代表的二齒獸類在早三疊之后迅速的衰落,在三疊紀(jì)末期最終滅絕。水龍獸存在的意義,或許只是讓大滅絕之后、爬行動(dòng)物崛起前的世界,不會(huì)太過(guò)荒涼。





海洋的世界---




陸地溜達(dá)了一圈,我們回到海洋。在那個(gè)沒(méi)有珊瑚礁,海洋生物蕭條的數(shù)百萬(wàn)年里,有一種一億年前千辛萬(wàn)苦登上陸地的動(dòng)物回到了海洋,成為海洋脊椎動(dòng)物復(fù)蘇的先驅(qū)。他們是海洋爬行動(dòng)物(Marine reptile,也被簡(jiǎn)稱為“海爬”。

爬行動(dòng)物為什么在大滅絕之后返回海洋?這些海洋爬行動(dòng)物的祖先類型是什么?這些問(wèn)題或許學(xué)界還沒(méi)有定論。然而其適應(yīng)海洋生活的快速卻是有目共睹的,與漫長(zhǎng)的登陸不同,在早三疊早期的極快時(shí)間里,海洋爬行動(dòng)物的類群迅速形成,快到甚至找不到他們與陸地爬行類的完整過(guò)渡。


早三疊海爬大輻射

最早回到海洋的是鰭龍類Sauropterygia,即上圖中綠色的部分,或許鰭龍這個(gè)概念聽(tīng)起來(lái)十分陌生,不過(guò)倘若我列舉這一類群所包含的幻龍、蛇頸龍等種類,應(yīng)該能引起許多回憶。鰭龍類早期游泳能力并不強(qiáng)大,因此最古老的鰭龍類發(fā)現(xiàn)地--安徽巢湖,或許代表華南是此類動(dòng)物全球演化的發(fā)源地。

鰭龍類的動(dòng)物感覺(jué)仍然像獸不像魚(yú),但與鰭龍類幾乎同時(shí)下水的另一種海爬魚(yú)龍類Ichthyosaur(上圖中部藍(lán)色部分)卻幾乎在外表上以假亂真,詳細(xì)的介紹魚(yú)龍不是本篇目的~所以這里對(duì)魚(yú)龍的介紹先到此為止。


魚(yú)龍類代表類群(圖右側(cè))

這里要提到安徽巢湖,作為二疊大滅絕之后迅速輻射的動(dòng)物,海爬類的輻射如何開(kāi)啟一直是困惑學(xué)者的一大問(wèn)題,而這些問(wèn)題現(xiàn)在的答案,都是由來(lái)自安徽巢湖的材料書(shū)寫(xiě)的。這里存在現(xiàn)發(fā)現(xiàn)的最早的早三疊海爬動(dòng)物群,是研究大滅絕后生物恢復(fù)的金鑰匙,當(dāng)年的華南地區(qū),或許是大滅絕之后,海洋生態(tài)一息尚存的幾個(gè)避難所之一。




尾聲---




你可以將一個(gè)人消滅,但就是不能將他征服。這句話也適合于自然,在生物界經(jīng)歷了二疊大滅絕這個(gè)最大的狂風(fēng)暴雨后,雖然傷口經(jīng)歷了一千萬(wàn)年的漫長(zhǎng)愈合,但是終于鳳凰涅槃、浴火重生。當(dāng)走過(guò)了從晚二疊到中三疊的近千萬(wàn)年時(shí)光,地球從廢墟中重建,豐富多彩的珊瑚礁、繁榮的陸地植物群又再次在地球上重現(xiàn)。而這次漫游在珊瑚礁中的是海爬與新型菊石,繁衍在陸地上的是蘇鐵與松柏,古生代生物群基本與我們做別,一個(gè)更多樣、更完善的現(xiàn)代生物群建立了起來(lái),并再次運(yùn)作這個(gè)世界,直到今天。結(jié)束,大概是為了更好的開(kāi)始。




這幅圖又來(lái)啦!圖中藍(lán)色的就是現(xiàn)代演化生物群。




時(shí)間那么長(zhǎng) 咱們慢慢聊





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