贵州，有一个严重发现！| 地球常识局
天天一篇全球人文与天文
NO.2408-从地底到深海
做者：Phynix
造图：金枪鱼 / 校稿：辜汉膺 / 编纂：金枪鱼
几年后，代旭博士必然会回想起在贵州省龙里县山头上发现龙虾化石的那天。那原来只是2015年的一次通俗野外埠量工做，他和导师宋海军以及团队成员们来到贵阳市郊的山区里觅觅化石。
化石的觅觅自己具有极高的不确定性，能否发现化石、发现的化石能否完全且具有科学意义，全然是未知的。然而出乎所有人意料的是，代博士的那一锤子，锤开了一个尘封上亿年之久的海底世界，揭开了生命演化过程中的又一个奇观：贵阳生物群。
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惊人的恢复速度
按理来说，一块龙虾化石倒也没什么少见多怪的，事实在距今2.44亿年前的地层中也发现过大量的龙虾化石。
但龙虾只是一个代表，研究团队更发现了至少12个门类19个目标生物，包罗了从海绵、贝壳、虾、菊石到鱼的多个营养级的生物化石，构成了一个根本完全的生态系统。
图中贵阳生物群每一色块代表一类动物▼
到那里，似乎还没有什么需要少见多怪的，关键是时间。根据研究团队的年代测试成果，贵阳生物群呈现的时间为距今约2.51亿年前，而在此100万年之前，刚刚发作了地球生命汗青上规模更大的一次绝灭事务。
地球生命汗青上五次生物大绝灭
二叠纪和三叠纪之交的此次是最严峻的
（来源：britannica）▼
目前认为，在距今2.52亿年前的二叠纪末期，西伯利亚地域曾发作过超大规模的猛猛火山活动，超200万平方公里的地盘被熔岩沉没。更蹩脚的是，由火山活动带来的天量二氧化碳形成了全球气温在短时间内快速上升，部门研究推算，其时的海水温度很可能因而到达了40℃，而现代海洋的海水年均温是17℃。
火山活动释放的有毒硫化氢气体还会化解于海洋，形成了酸性的水体情况。其时的表层海水和大气的情况，可能类似于酸汤暖锅上再加个锅盖闷一下。
古代海洋情况和今天的大不不异
但却面对类似的天气窘境（图中以三叠纪晚期举例）
（图：©Victor OLeshyk）▼
全球超越80%的海洋生物都跟着此次绝灭事务从地球上永久消逝了。根据原有的化石发现揣度，地球海洋生态系统的全面苏醒曲到绝灭800万年后的中三叠世期间才起头，但近十年来的新发现则不竭将那一苏醒的时间提早。
而贵阳生物群的发现则更是将苏醒的时间间接提早了700万年。在以百万年为单元编年的地球科学中，一百万年相当于在绝灭危机几乎刚完毕时，海洋生态系统就从扑灭性冲击中根本恢复过来了——至少在其时的贵阳那一地域。
龙虾化石的发现揭开了此次大发现帷幕的一角
（图：文献[1]）▼
现代海洋的破晓
贵阳动物群不但是地球生物圈快速苏醒的明证，更代表了现代海洋生态系统早在其时就已经完美。
贵阳生物群以蓝绿藻等光合自摄生物为消费者，以海绵、有孔虫、放射虫等为初级消费者，以贝壳（双壳类）为中级消费者，以菊石（章鱼、乌贼、鹦鹉螺的近亲）和虾、蟹为初级捕食者，以腔棘鱼和辐鳍鱼为顶级捕食者。
构造精致的放射虫，在电镜下有着让人目炫缭乱的构造
（图：by Sarah Kachovich / EGU）▼
如许的一套自下而上的营养金字塔构造已经根本完美，并且那种构造就是现代海洋中的生态构造：大鱼食小鱼，小鱼食虾米。而与鲸和海豚相对应的，是蛇颈龙、鱼龙的祖先。它们在大约300万年后才呈现，至此完成了现代海洋生态系统的构建。
不变的生态系统都是一个完全的金字塔形
而那个金字塔的呈现比十年前料想的要提早了700万年
（图：文献[1]）▼
在大绝灭之前的古生代，海底世界其实是别的一幅场景。初级消费者和初级消费者没有改变，但中级消费者是一类名喊腕足动物的生物。那种生物看起来和贝壳很像，但它们的两瓣壳是不合错误称的，壳体内也不是肉量鲜美的肌肉组织，而次要是一圈圈缠绕起来的腕螺，用来过滤水中的食物。
能够看到里面一圈圈缠绕起来的纤毛腕
小嘴贝图像（摄影：见水印）▼
另一种中级消费者是海百合，是一种看起来像是花的动物。它们和海星、海胆是近亲，同属于棘皮动物。
海百合及海百合化石
（图：shutterstock）▼
那个时代中级消费者的更大特征就是运动才能差。腕足动物用肉量的茎足把本身固定在海底的岩石上或沙地里，海百合则用“茎”末端的管足把本身牢牢挠在礁石上。
即便是一级捕食者，也是以背着重重螺旋形壳的菊石和游动范畴不算大的小型鱼类为主。固然在泥盆纪的时候曾经呈现过凶猛的邓氏鱼，但也不外是好景不常。
深海惧怕的足够理由，一口下往猎物只剩下骨头渣
（图：维基百科）▼
那种以底栖固着型和游动性较弱的生物为主体的海洋生态系统，属于古生代海洋演化类群。至少在大绝灭的前夜，整个海底世界的次要成员们，似乎都不太喜好动弹。
假设食物多到站着不动都食不外来
“动起来”似乎也不是那么需要
（图：shutterstock）▼
然而现实是残暴的，不动是不可的。二叠纪末期猛烈的火山活动带来了表层海水的升温、酸化和缺氧，形成了情况的显著恶化。
以往的看点认为，因为全球变热海水升温，两极地域的水温会相对低一些，生命的出亡所与苏醒地应该在两极地域。但贵阳生物群的呈现辩驳了那一看点。连系近年来的其他研究，赤道地域固然表层海水温度高，但与两极比拟差别不大。并且海水是分层的，深层海水温度会低一些。
实正关键的是海水氧气含量。赤道地域具有高含氧量的水深要显著深于两极地域。那阐明，假设处在赤道地域，并向海洋深处挪动一些，仍是存在出亡空间的。
赤道地域绝灭率明显低于两极。看得出来，活下来的根本都是“会泅水”的，固定不动的根本都绝灭了 ▼
因而，游动才能相对较强的鱼类驯良于深潜的菊石很可能游向了海洋的深处暂做遁藏，氧气不敷的时候，再趁着夜晚水温低些游到海平面四周吸点儿氧。
贝壳和虾蟹固然不太能游，但爬得也还算快，或许也找到了一些合适躲身的出亡所。但是关于古生代海洋演化类群而言，因为绝大部门游动才能很弱，它们只能坐等灾难降临，在逐步升温的表层海水中被活活热死和憋死。
因为水较高的比热容，温跃层在大洋外表是很常见的▼
贵阳生物群是生命演化新标的目的的开辟者与集大成者。
2.51亿年前的贵阳地域尚处于赤道四周，能游善动的生物们齐聚于此，挨过了二叠纪末的灭世危机。它们积存力量，在危机事后的100万年后便横空出生避世，证明海洋生态系统仍然坚韧，宣告了一种新的海洋生态系统形式由此降生，一个崭新的纪元已经到来。
贵阳生物群复原图，一群活力十足的家伙
（图：杨定华绘[1]）▼
二十年的逃索
贵阳动物群的发现既是偶尔，也是一定。早在其被发现之前，中国的华南地域就已经是摸索三叠纪海洋生态系统苏醒历程的重要区域了。
1999年，在贵州省关岭县地域率先报导了海洋生物化石的发现。此中，最为惹人存眷的是大量浮游型海百合以及体长近5米的大型鱼龙。
关岭地域的海百合和鱼龙的化石
（图：Hagdor 2015/ ©Buernia）▼
关岭生物群的发现揭开了中国华南海洋生态系统研究的序幕。因为关岭生物群已经闪现出一个完全海洋生态系统的面孔，事实那时的海洋中已经遍及各类体型的鱼龙、食贝壳的楯齿龙、蛇形游走的海龙。以至蛇颈龙的祖先——纯信龙，也已经呈现。
那显示出关岭生物群已经抵达海洋生物辐射演化的顶峰，此时是距今2.35亿年前，间隔二叠纪末大绝灭，已颠末往1700万年了。
关岭生物群复原图[5] ▼
生命需要破费1700万年的时间恢复到高峰形态，那么，那一历程最早从何时起头？二十年以来，古生物学家们不断在觅觅海洋生态系统苏醒的起始时刻，在中国华南开展了深进详尽的工做，并根本理清了那一演化脉络。
古生物学家的野外踏勘，既考验专业常识又依靠体力
（图：壹图网）▼
那一系列的演化事务被差别的生物群落证明，包罗：
①兴义动物群
距今约2.38亿年前（大绝灭后1400万年），发现于贵州省兴义市，见证了海洋生态系统由近岸底栖类型向远洋巡游类型的改变。
兴义动物群复原图[5] ▼
②盘县动物群-罗生平物群
距今约2.44亿年前（大绝灭后800万年），发现于贵州省盘州市和云南省罗平县，见证了近岸海洋生态系统苏醒及辐射演化的起头。
罗生平物群复原图[5] ▼
③巢湖动物群
距今约2.48亿年前（大绝灭后400万年），发现于安徽省巢湖市，见证了陆生脊椎动物重返海洋那一关键事务，生态位相当于鲸和海豚的海生爬虫类呈现。
巢湖动物群的代表，目前已知最早重返海洋的脊椎动物，鱼龙的鼻祖，柔腕短吻龙[6] ▼
此中，巢湖动物群的演化事务点，间隔大绝灭的完毕时间已经十分接近了。事实，四百万年的时间里，人类已经从连东西都不会用的南方古猿祖先演化到创造出人工智能了。
遗憾的是，或许是因为化石保留前提的原因，巢湖动物群中贫乏中级及以下消费者和消费者的证据，因而迟迟难以切当地证明海洋生态系统在那个期间已经起头了苏醒。
贵阳生物群的发现再一次刷新了科学界的认知，地球汗青上最为严峻的一次生物大绝灭事后，仅仅一百万年的时间，海洋生态系统就已经恢复了生气。海洋生态系统竟如斯固执坚韧，生命之力远没有我们想象得那般懦弱。
贵阳生物群的物种和生物门类都很高
光是鱼类化石，就能够用琳琅满目来描述[1] ▼
贵阳生物群的发现是生命演化汗青认知上的又一次改革。它的发现告诉我们，生命的演化老是充满了无限的可能，即便履历最严格的挫折，苏醒的期看也仍然存在，而且远比我们想象得更为顽强。
但那并非在说人类能够毫无所惧的对情况形成毁坏而不消担忧对生物圈的毁坏。事实，每次存活下来的物种，都是在危机之前看起来其实不起眼的那些生物；而每次危机绝灭掉的，无一破例都是上一个时代的绝对主宰。
期看人类不会自绝于本身的傲岸
（图：壹图网）▼
参考材料：
[1] Da X, Davies J. H. F. L., Yuan Z. W., et al. A Mesozoic fossil lagerstätte from 250.8 million years ago shows a modern-type marine ecosystem[J]. Science, 2023, 379(6632): 567-572.
[2] Che Z. Q, Benton. M. J. The timing and pattern of biotic recovery following the end-Permian mass extinction[J]. Nature Geoscience, 2012, 5:375-383.
[3] Penn J L, Deutsch C, Payne J L, et al. Temperature-dependent hypoxia explains biogeography and severity of end-Permian marine mass extinction[J]. Science, 2018, 362(6419).
[4] THE LATE TRIASSIC BLACK SHALES OF THE GUANLING AREA, GUIZHOU PROVINCE, SOUTH‐WEST CHINA: A UNIQUE MARINE REPTILE AND PELAGIC CRINOID FOSSIL LAGERSTTTE[J]. Palaeontology, 2010, 51(1).
[5] Benton M, Zhang Q, Hu S, et al. Exceptional vertebrate biotas from the Triassic of China, and the expansion of marine ecosystems after the Permo-Triassic mass extinction[J]. Earth-Science Reviews, 2014, 137(3):85-128.
[6] Motani R, Jiang D Y, Chen G B, et al. A basal ichthyosauriform with a short snout from the Lower Triassic of China[J]. Nature, 2015, 517(7535):485-8.
*本文内容为做者供给，不代表地球常识局立场
封面：图虫创意
END
