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最新研究显示小行星碰撞或促进地球生命进化发展
(化石网报道)据腾讯科学(悠悠/编译):英国每日邮报报道,大约6600万年前一颗大型小行星碰撞在现今墨西哥海湾,此次碰撞破坏性巨大,导致当时地球上四分之三生命形式灭绝消失,其中包括恐龙物种。目前,研究人员通过对墨西哥希克苏鲁伯陨坑深入分析,认为大型小行星碰撞将从某种程度上改变岩石,使它们为早期生命提供栖息环境,这些岩石结构将变得更加多孔渗透,通过循环水可获取营养物质,同时,可对体形较小的微生物提供栖息地点。
科学家调查研究了希克苏鲁伯陨坑,该陨坑多数部分位于墨西哥湾海水之中,他们认为地球远古时期类似的小行星碰撞事件可能有助于早期生命的孕育形成,那时地球持续遭受岩石小行星碰撞。一支国际研究小组在海底1335米深处钻探,检查分析碰撞地点的岩石样本。他们发现小行星碰撞使岩石变得多孔、渗透性增强,同时岩石密度降低,这将为简单生物体栖息提供理想的生态环境,同时受地壳内部加热的水循环过程中将提供营养物质。
研究报告负责人、英国帝国理工学院地球科学和工程学系乔安娜-摩根(Joanna Morgan)教授称,早期地球表面主要成分是固态花岗岩,缺少生命进化孕育的空间。小行星碰撞使岩石具有一定断裂性,同时孔隙率较高,这对于地球早期生命是最理想的生存环境,岩石中较小的间隙适合微生物生存。
很难想像毁灭恐龙的碰撞小行星对于地球生命孕育具有重要意义,能促进地球早期生命的发展。乔安娜指出,我们希望对岩芯样本进一步分析,提供地下环境生命存活的更多信息。目前,乔安娜带领该研究小组在小行星碰撞地带搜寻现代和远古生命的证据。
同时,他们希望获得峰值环顶端最早的沉积物,将揭晓沉积物是否源自一次巨大的海啸,同时,有助于研究人员洞悉小行星碰撞地球之后生命如何恢复,以及地球生态系统何时复原。
2016-11-22
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恐龙物种的崛起比之前预想的更加平缓
恐龙物种的崛起比之前预想的更加平缓
(化石网报道)据科学网(张章):研究人员发现两种小型恐龙与另一种远古生物共同生活在一起,后者被认为是恐龙前辈生物。这些骨骼化石发现于巴西,首次证实了早期恐龙曾与前辈生物共存。相关论文近日发表于《当代生物学》。
这个最新发现的lagerpetid生物(Ixalerpeton)以及蜥臀目恐龙(Buriolestes)的历史可追溯至2.3亿年前,化石埋藏在卡尼圣马丽亚山脉,这里是全球最古老的恐龙化石岩基之一。
巴西圣保罗大学Max Langer说:“目前我们确切地知道恐龙及其前辈生物曾经生活在一起,这意味着恐龙物种的崛起比之前预想的更加平缓,而不是快速地压倒其他物种,成为地球的新霸主。”
研究人员表示,这是在同一次挖掘过程中首次发现接近完整的恐龙和非恐龙物种化石,表明在进化的第一阶段中,恐龙与其他生物共同生存过。而且,新lagerpetid化石仍保留着头骨、肩胛、前肢以及椎骨,有助于考古学家更好地掌握其形态学结构。
此外,他们还发现恐龙牙齿化石,表明最早期的恐龙很可能以各种小型动物为食,极少吃植物。Langer指出,这些详细特征有助于揭晓恐龙是如何获得它的一些解剖结构特征的。
研究人员还认为,该恐龙是一种最古老的蜥脚形亚目动物。Langer和同事将使用CT扫描更详细地描绘这些远古生物的特征,同时,希望获得挖掘地的详细放射性同位素数据,并继续搜寻更多的三叠纪物种化石。
2016-11-22
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10万年前现代人类开始走出非洲时人口数量还不到一百万 如今全球人口已经超过72亿
美国自然历史博物馆近日发布的一段视频描述了人类数量的增长过程。10万年前,现代人类开始走出非洲时,地球上的人口数量还不到一百万;而如今,全球人口已经超过了72亿。
视频中指出,从20万年前现代人类刚刚在非洲大陆上出现、到10万年前人类开始向全球迁移的这段时间里,人口数量很可能一直保持在100万以下。 随后随着农业的发展,人口增长开始加速。到了公元1世纪,地球上的人口数量约为1.7亿。
而人类一直到近代才开始迅猛增长。人类用了将近20万年时间,才达到10亿人口数量,而在此之后,我们仅用了200年就达到了现在的水平
(化石网报道)据新浪科技(叶子):纵观整部地球历史,人类出现的时间仅仅占了一小部分,但人类的数量却多得令人惊愕。美国自然历史博物馆近日发布的一段视频描述了人类数量的增长过程。10万年前,现代人类开始走出非洲时,地球上的人口数量还不到一百万;而如今,全球人口已经超过了72亿。
而人类一直到近代才开始迅猛增长。人类用了将近20万年时间,才达到10亿人口数量,而在此之后,我们仅用了200年就达到了现在的水平。视频中指出,从20万年前现代人类刚刚在非洲大陆上出现、到10万年前人类开始向全球迁移的这段时间里,人口数量很可能一直保持在100万以下。随后随着农业的发展,人口增长开始加速。到了公元1世纪,地球上的人口数量约为1.7亿。
视频接下来讲述了罗马帝国和汉朝期间的情况。到了公元100年,这两个国家的总人口约为1.76亿。而随着丝绸之路、印度的黄金时代、玛雅文明、和伊斯兰教的出现,到了公元700年,地球上的总人口达到了1.9亿。人们发明了指南针之后,人口数量进一步提升。到了公元1100年,人口数量达到了2.1亿。
而在1300年到1400年间,由于黑死病横行,人口数量出现了罕见的下降。1700年时,人口数量仅有5.9亿。但不久之后,“现代科技和医学迅速发展”,加上工业革命的到来,人口数量开始飙升。1800年,全球人口数量已经达到了10亿。仅仅过了200年,如今地球上的人口数量已经超过了72亿。专家认为,如果世界人口继续保持目前的发展趋势,到了2100年前后,人口数量将突破110亿。
虽然每个国家的人口出生率几乎都在下降,人口增长速度也在不断放慢。但如果地球上的人口真的达到110亿的话,仍将对地球资源造成巨大的压力。“生育率会对今后的人口变化造成轻微的影响,”视频中指出。“随着人口数量不断增加,对自然资源的耗费也在与日俱增。为了解决这一问题,如今我们采取了计划生育、减少消耗、控制污染、保护自然栖息地等方法,这将对人类、以及地球上的其它生物的未来产生深远的影响。”
2016-11-14
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4.5亿年前的奥陶纪大灭绝的元凶最有可能是伽马射线爆发
(化石网报道)据时代周报 :大规模灭绝总是与“厄运”和“阴暗”相联系,它总能牵动我们的思绪,拓展我们的想象空间。毕竟,“恐龙的灭绝或许由小行星撞击引起”这样的猜测,听起来是那么地具有传奇色彩。
但并非所有大规模灭绝都如此富有戏剧性,也不是所有罪魁祸首都如此容易识别。发生在4.5亿年前的奥陶纪大灭绝是地球五大历史事件之一,导致海洋物种数量急剧下降。证据表明,这一巨变发生在冰河时代,而伽马射线爆发是最有可能触发此次大规模灭绝事件的原因之一。
毁掉臭氧层,紫外线肆虐
伽马射线暴究竟怎样对地球生物产生致命威胁?
要弄清这一点,我们需要先来了解一下伽马射线暴。伽马射线暴是已知发生在宇宙中的最亮的电磁爆炸,它可以源于大质量恒星瓦解崩溃,也可以是两个中子星的碰撞。超新星则是由能向地球发出有害辐射的恒星爆炸形成的。
伽马射线暴和超新星通常可以在遥远的星系中观察到,但如果它们发生在离地球更近的地方,将有可能对地球生物造成巨大威胁。因为它们会破坏地球大气上部的臭氧层,使地球生命受到来自太阳的有害紫外线辐射的伤害。
根据美国华盛顿大学天体物理学家布莱恩·托马斯的说法,紫外线能穿透地球表面,我们在炎热或污染严重的日子里,通常被要求为了健康要待在室内,就是由于这个原因。
选择南极洲,构建新模型
地球大气上部的臭氧是保护层。那么,被认为对生物有害的低层地表臭氧,是否会因伽马射线暴而急剧增加呢?伽马射线暴对之后产生的地表臭氧会造成长期的威胁吗?
一篇发表在《太空生物学》杂志上的题为《与天体物理电离辐射相关联的地表臭氧事件带来额外的生物危害?》的文章,探讨了附近伽马射线暴或超新星对地球生命的影响。这项研究由美国国家航空航天局(NASA)天体生物学计划的生物学和进化生物学分部资助完成,参与该研究的托马斯和同事用大气模型来研究这种地表臭氧的状况及对生命的潜在影响,以模拟在南极发生伽马射线暴的特定情况。
为何选择南极作为研究对象?托马斯解释说,伽马射线暴可能在任何维度或时间发生,选择在南极,主要是为了考察消耗臭氧层较集中地区的情况。事实也是如此,辐射进入地球后会先集中到那里,而非全球均匀分布。
由于辐射在大气层中会产生化学变化,而大气传输的路径一般指向极地,导致这一地区受伽马射线暴的影响最大。其在南极的爆发与奥陶纪灭绝理论相符合。因为由此测量的灭绝率,与依赖纬度造成生物损伤的预测模型相匹配。
地表臭氧少,并非真威胁
托马斯和他的研究团队使用计算机模型,确定较低大气层中伽马射线暴辐射过的臭氧量大概在10ppb,这一含量会随季节变换。然而,至少30ppb臭氧量才会增加人类因呼吸衰竭带来的死亡风险;地表臭氧可能通过减少生成叶绿素或杀死细胞的方式损害植被。但研究人员再一次强调,至少30ppb臭氧量才能对植物产生威胁。
臭氧是水溶性的,这与奥陶纪大灭绝特别相关。因为那时的生物多是海洋生物,如果由伽马射线暴产生的所有10ppb臭氧都溶解在海洋中,它对一些细菌、鱼及水生生物的幼虫影响非常小,不会成为奥陶纪大规模灭绝的主要原因。因此,很显然,单独的伽马射线暴事件,不会导致因地表臭氧变化带来的致命威胁。即便如此,这种研究结果对理解地球大气层和地球生物是否因伽马射线暴或超新星而发生变化仍然至关重要——伽马射线暴会消耗大气层上部的臭氧层,使有害紫外线达到地面,从而对生命造成可怕的后果;但是,由它引起的地表臭氧不会对生命造成额外的伤害。
到底什么能导致大规模灭绝?了解其原因对于寻找宇宙中的生命有重要意义。如果发现了一个可宜居的行星,但其附近若发生了伽马射线暴或超新星爆发,其宜居程度就会降低。同样,寻找宇宙生命也要考虑遥远星球是否有因这个因素带来的生物灭绝的可能性。
2016-11-14
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晚三叠世独特的恐龙形态类组合揭示恐龙祖先的解剖学和饮食习惯
晚三叠世独特的恐龙形态类组合揭示恐龙祖先的解剖学和饮食习惯
化石网(wingkof):在巴西南部晚三叠世早期Santa Maria组(Carnian),也是全世界最古老化石层之一的同地点发现新蜥脚形亚目和新兔蜥科化石。
新蜥脚形亚目——舒氏布氏盗龙 Buriolestes schultzi,根据新系统发育分析布氏盗龙属于蜥脚形亚目恐龙最原始和基干成员,体型约1.5米。根据布氏盗龙的祖征牙齿形态显示它的牙齿很适应摄食动物(faunivory),可能摄食小型脊椎动物。这是首次在蜥脚形亚目发现肉食性恐龙的证据,也证实了蜥脚形亚目恐龙早期成员可能是掠食者。布氏盗龙的发现也提供关键数据推断最早期恐龙的进食行为,如何从肉食性演化成杂食性或植食性。
新兔蜥科——波萊西內跃蜥 Ixalerpeton polesinensis,是在兔蜥科首次发现拥有颅骨和前肢化石记录,并且提供新信息揭示恐龙如何演化出它们典型的解剖特征。
新系统发育分析——西里龙科(Silesauridae)属于恐龙,位于鸟臀目最基干位置,阿希利龙(Asilisaurus)成为最早的恐龙(中三叠世)。一些兽脚类恐龙被归类在较原始的蜥臀目早期成员。
相关报道:巴西新化石——恐龙可能曾与其祖先共存3000万年
(化石网报道)科学家日前在一处恐龙化石旁发现了其祖先—兔蜥科,代表恐龙与其先祖的存在时间可能重叠过。
这个发现被刊登在生物学领域期刊《当代生物学》(Current Biology)上,一处位于南部巴西小镇São Sao Joao de Polesine的考古区出土了两具小型的恐龙化石和两具兔蜥科的化石,还有两句分别属于兔蜥科和蜥脚形亚目的残缺化石,科学家希望藉由同时存在的化石分析演化成恐龙后,有什么特征上的差异。
在此之前,科学家其实有发现恐龙与它们兔蜥科的祖先在三叠纪时期一起生活的证据,两者共存的时间差不多在2.28亿年到2亿年前,不过这次找到的兔蜥科与恐龙化石是从非常古老,大约距今2.37亿年到2.28亿年前的岩层中发现的。
论文作者在文章中表示,这是第一次得以在考古坑中发现近乎完整的恐龙与类恐龙(兔蜥科),这直接显示了这两种型态的生物在恐龙初阶的演化阶段中是同时存在的,更有趣的是,他们可能不仅仅是短时间共存,根据协作者圣保罗大学的古生物学家Max Cardoso Langer,他们可能共存的时间长达3000万年。
Langer指出,以前科学家认为当恐龙开始出现在地球上后,显示物竞天择的结果是由恐龙胜利,导致像是兔蜥科等生物的绝种,但是现在发现两者可能有长达3000万年的共存期后,这个理论可能会被推翻。
雷龙、腕龙等属于蜥脚下目的恐龙是草食性动物,而蜥脚形亚目的类恐龙虽然会食用植物,有时候也会捕食动物,但是在分析总长可能达到1.5公尺的Buriolestes时却发现,根据它的牙齿,它应该纯肉食的肉食动物,可能会食用像是Ixalerpeton这类,只吃昆虫与无脊椎动物的小型类恐龙。
所以依据这样的判断方式,蜥脚形亚目的类恐龙可能跟他们蜥脚下目的四脚后代不一样,是用两只脚行走的肉食性动物,这种Buriolestes极有可能代表着最早期蜥脚形亚目类恐龙的型态,而分析Ixalerpeton或许可以帮助人们了解恐龙是什么开始跟他们的祖先分道扬镳。
可以的话,大概可以找出哪些特征专属于恐龙,哪些则是它们祖先的独有特征。
相关报道:2.3亿年前早期恐龙崛起“非常平缓”
(化石网报道)据腾讯科学(悠悠/编译):英国每日邮报报道,通常人们认为恐龙以牺牲三叠纪前辈生物为代价,快速占领地球成为新的霸主。但是最新发现的2.3亿年前恐龙化石表明,早期恐龙的崛起“非常平缓”,并且与前辈生物共同生存。
古生物学家发现两种小型恐龙与另一种远古生物共同生活在一起,后者属于lagerpetids,它们被认为是恐龙前辈生物。这些骨骼化石发现于巴西,证实早期恐龙曾与恐龙前辈生物曾共存。
最新发现的lagerpetids生物学名为Ixalerpeton polesinensis,以及早期恐龙物种Buriolestes schultzi,它们的历史可追溯至2.3亿年前,挖掘地点是卡尼圣马丽亚山脉,这里是全球最古老的恐龙化石岩基之一。巴西圣保罗大学马克斯-朗格尔(Max Langer)说:“目前我们确切地知道恐龙和恐龙前辈生物曾经生活在一起,这意味着恐龙物种的崛起比之前预想的更加平缓,而不是在2.3亿年前快速地扼杀其它物种为代价,成为地球的新霸主。”
这项发现表明,在恐龙最早期进化阶段与前辈生物共同生存在一起,当时它们在地球生态系统中都占据重要地位。目前这项最新研究报告发表在近期出版的《当代生物学》杂志上。
专家指出,这是在同一次挖掘过程中首次发现接近完整的恐龙和非恐龙物种化石,清晰地表明在恐龙进化的第一阶段中恐龙与其它前辈生物共同生存过。最新发现的巴西物种化石具有进化重要性。
据悉,此次挖掘工作有助于考古学家更好地掌握lagerpetids生物的形态学结构,因为他们发现头骨、肩胛、前肢以及椎骨化石。此外,他们发现恐龙牙齿化石,表明最早期的恐龙很可能以各种小型动物为食,极少吃植物。朗格尔博士指出,这些详细特征有助于揭晓恐龙如何获得一些解剖结构特征。
目前,朗格尔和他的同事将使用CT扫描更详细地描绘这些远古生物的解剖学特征,同时,他们希望获得最古老恐龙化石岩基的详细放射性同位素数据,并继续搜寻更多的三叠纪物种化石。
2016-11-14
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恐龙灭绝事件发生后南半球生态系统恢复的速度是北半球的两倍
恐龙灭绝事件发生后南半球生态系统恢复的速度是北半球的两倍
(化石网报道)据科技日报(张梦然):在7日出版的英国《自然·生态学与进化》新刊的首期内容中,美国研究人员通过分析植物叶子化石上所表现出的昆虫破坏情况,发现在导致恐龙灭绝的事件发生后,南半球生态系统恢复的速度是北半球的两倍。该研究为大灭绝后的生态效应及其对世界不同地区的影响提供了新的认识。
造成恐龙大灭绝的事件被认为是由大约6600万年前一颗大陨石撞击墨西哥希克苏鲁伯导致的。据推测,这颗陨石直径约有10公里,撞击后完全蒸发,释放出巨大能量,足以使当时出现大海啸。全球气候随之改变,大量灰尘进入大气层,阳光被完全遮蔽,妨碍植物进行光合作用。接着,食物链上层的草食动物、肉食动物灭亡,造成生态系统瓦解。
植物与植食性昆虫之间的相互作用,本是陆地食物网的关键部分。以前研究显示,在北美地区,这种相互作用需要900万年才能从白垩纪末期的灭绝事件中恢复过来。但是,一直有理论认为,这次大灭绝对南半球的影响没有北半球严重,使南半球成为在北半球已灭绝的物种的“避难所”。
美国宾夕法尼亚州立大学研究人员迈克尔·多纳万及其同事,调查了在大灭绝事件发生前后,位于阿根廷巴塔哥尼亚遗址上的昆虫对叶子造成的不同破坏情况。与“避难所”假说不同,他们发现,大灭绝事件对南美和北美的影响程度是一样的,并无证据表明有个别种类昆虫逃过此劫。
尽管影响是一样的,但根据古昆虫的咬噬情况,研究人员发现,南美生态系统的恢复速度明显更快——仅用400万年就恢复了“昆虫—植物”的全面多样性相互作用,而这一过程在北美却用了900万年。
2016-11-14
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2.52亿年前地球最大灭绝事件后高纬度地区的生态系统是如何恢复的
2.52亿年前地球最大灭绝事件后高纬度地区的生态系统是如何恢复的
(化石网报道)据中国科技网(张微 编译):发表在《自然》出版集团下《Scientific Reports》上的一篇论文显示,在2.52亿年前,地球上最大的灾难性灭绝事件后,高纬度地区的生态系统是如何恢复的。瑞典乌普萨拉大学古生物学家们新发现的化石,记录了大灭绝事件后,地球马上成为一个完全陌生的、静寂的世界。
“海洋生态系统崩溃,高达90%的各种各样的海洋生物灭绝,” 波兰西里西亚大学的Michal Zaton博士说,他是这项国际研究论文的第一作者。
“海洋也成为缺氧地带,而且海水的酸度提高,海洋里只剩下底栖生物动物,包括贝壳类生物和滤食性Microconchid管蠕虫存活了下来。因为这些生物有贝壳和藻群覆盖,为它们提供了基本食物和潜在的氧气来源,” Zaton博士说。
Microconchid化石之前在古代高纬度地区没有被发现和报道过。“在2.52亿年前,恐龙年代一开始的时候,东格陵兰岛处于北方航路边缘并延伸到北极,” 该项目的领导者,乌普萨拉大学Museum of Evolution的本杰明 基尔博士说,项目得到了瑞典极地研究秘书处的资助。“我们的发现意义重大,因为它首次揭示出,高纬度地区的海洋生物也遭受了同样的全球大灭绝以及随后的生态系统恢复过程,,”基尔博士说。
来自乌普萨拉大学的古生物学家们花了两个多月的时间在东格陵兰岛采集化石。他们正在调查水生动物进化过程中灭绝事件和重大事件之间的相互作用。“我们的项目(First Steps From and To the Water)重点关注3.6亿年前脊椎动物首次爬出海洋走向陆地,然后在2.52亿年前重新回到海洋的地质时间,也就是被称为二叠系-三叠系界线的时期。东格陵兰岛是地球上唯一的一块大陆,在这里,所有这些时代岩石都存在” 乌普萨拉大学进化生物学中心的Henning Blom博士说,他也是瑞典极地研究秘书处的合作研究者。
“我们最新的研究成果不仅证实了全球灭绝的恢复,也证明随着时间的推移,三叠系底栖生物群落对环境的快速适应,”该论文的合著者,乌普萨拉大学进化生物学中心Grzegorz Niedzwiedzki博士说。“我们发现在海洋环境起伏的时候,全新的microconchid物种入侵咸水泻湖。这种环境机会主义可能是大规模生态系统崩溃后成功生存的关键。”
2016-11-14
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英国南部海滩发现1.3亿年前白垩纪早期恐龙头骨软组织化石
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英国南部海滩发现1.3亿年前白垩纪早期恐龙头骨软组织化石(化石网报道)据腾讯科学(悠悠/编译):英国每日邮报报道,10年前英国南部海滩发现的一块“普通”褐色卵石现被证实是恐龙研究领域的一项重大发现,有助于科学家更好地分析恐龙大脑结构。目前,英国古生物学家发现这块卵石实际是罕见的恐龙头骨软组织化石,这种恐龙曾生活在1.3亿年前的白垩纪早期。最新研究称,这项罕见发现揭晓该恐龙物种的大脑类似于现代鸟类和鳄鱼。通常情况下大脑和其它器官等软组织不会幸存很长时间,但是该化石样本处于“沼泽浸泡”状态,得以完好保存下来,很可能当时该恐龙尸体落入沼泽之中。该恐龙化石是化石猎人杰米-赫斯库克斯(Jamie Hiscocks)在英国苏塞克斯郡贝克斯希尔地区发现的,是迄今首例恐龙大脑组织化石样本。英国牛津大学和剑桥大学科学家认为,这种恐龙非常接近于禽龙,是一种长有平衡性长尾的食草动物,它的后腿比前肢更长。脑膜是环绕在大脑实体最硬的组织,同时,微血管和部分邻近皮层组织像矿化“幽灵”一样保存下来。研究报告合著作者、剑桥大学地球科学系亚历克斯-刘(Alex Liu)博士说:“大脑组织完好保存的概率非常低,因此这项发现是非常罕见的。”该恐龙大脑组织完好地保存下来是由于它死亡不久大脑部分完全浸入高酸、低氧沼泽之中,从而使得该软组织在腐烂之前矿化。目前,这项研究报告发表在伦敦地质研究所的特殊文献中。
2016-11-03
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生物为什么会演化出有性繁殖?性似乎是新物种形成的催化剂
?(化石网报道)据新浪科技(任天):放眼我们周围的自然界,你是否会思考这样一个问题:为什么某些生物类群包含了大量物种,而另一些类群的物种则屈指可数?以出现于大约4.8亿年前的昆虫为例,全世界有约600万种昆虫,分布于各种环境中,占据着极其多样的生态位。不过,令人惊讶的是,昆虫从未真正适应海洋环境。相比昆虫,古菌域的甲烷火菌纲(Methanopyri)就只有一个物种,Methanopyrus kandleri,出现于40亿年前。这种神奇的古菌生活在加利福尼亚湾一个深海热液口边缘,周围是极端的环境:81到110摄氏度、高二氧化碳浓度、水深达2000米。为什么有些生物类群物种丰富,有些则寥寥无几?这一问题一直困扰着生物学家。最流行的解释之一是地质学年龄——更古老的生物类群多样性更高,因为它们拥有更多的时间积累更多的物种数。然而,实际情况是一些相对年轻的类群也具有非常多样的物种,而像甲烷火菌纲等类群虽然非常古老,但物种数却异常稀少。在近期发表于《皇家学会报告:B》(Proceedings of the Royal Society B)上的一篇论文中,作者约书亚·肖勒(Joshua Scholl)和约翰·威恩斯(John Wiens)对这一历史难题进行了新的解读。他们第一次对新物种在整个生命树上出现的速率进行了分析,而此前科学家关注的焦点主要是某个子集的生物体。他们发现了一些奇妙的、非同寻常的模式,为多样性问题及其可能原因提供了新的线索。在生命演化历史中,植物新物种的出现速率一直是动物的两倍以上,而复杂生物(多细胞真核生物)产生新物种的速率几乎是简单生物(单细胞生物和原核生物)的10倍。这项研究或许能解释另一个流传已久的谜题:生物为什么会演化出有性繁殖?性似乎是新物种形成的催化剂,这或许能解释有性繁殖为什么能成为一种成功的演化策略。在脊椎动物中,适应陆地的生活方式似乎可以解释更高的物种多样性。而对于一些主要的无脊椎动物门类,比如软体动物,适应海洋环境似乎是更高物种数的主要原因。回到昆虫上,适应食草的生活习性可能是解释极高的新物种产生速率的关键。那么,我们所属的动物类群又是什么样的情况?今天地球上能够两足行走的猿类,或者称人亚科(Homininae)的物种为什么这么少呢?人类其实是很孤单的,特别是当我们回看演化史上十分多样的人族物种的时候。我们所属的灵长目中,包含着狐猴、蜂猴、眼镜猴、猕猴和类人猿等类群,现生大约有350个物种。灵长目出现的时间大约在8000万年前。从另一个角度来看,灵长目的多样性其实并不低,占了哺乳动物物种数大约5%。在总数上,演化史中出现的灵长类物种肯定以数千计,但绝大部分已经灭绝了。灭绝是演化中的常态,据估计,在所有出现过的生命中有99%已经消失了。灵长类也同样如此。悲剧的是,今天所有的灵长类物种中有一半面临着灭绝的危险,而所有与我们关系很近的类人猿——猩猩、大猩猩和黑猩猩等——都被国际自然保护联盟(IUCN)列为极危物种。目前最为多样的灵长类是猴类,特别是旧世界猴,其自然分布范围是非洲和亚洲。它们作为一个类群出现的时间与我们人亚科差不多,大约是在1000万年前的非洲。还有一些猴类是在近几十万年里出现的,就像我们智人(Homo sapiens),而另一些猴类则是在数百万年前出现的,类似一些已经灭绝的古人类亲戚,如大约200万年前到5万年前的直立人(Homo erectus)。然而,与物种多样的猴类不同,今天我们在人亚科中倍感孤独。我们是唯一双足直立行走的猿类。如今的旧世界猴物种很可能远远多于以往任何历史时期。那么,为什么我们会走上与猴类截然不同的道路呢?大约4万年前,我们人类与其他一些关系紧密的人族物种分享着这个星球,比如尼安德特人和丹尼索瓦人,或许还有马鹿洞人,甚至一些非洲的古老物种。这些物种在生态学上共存着,竞争资源,甚至偶尔会互相交配。那么,为什么最终只有一个物种存活下来呢?这个问题其实还没有答案。把这个问题称为关于人类起源的最大谜题并不夸张,这其实也是今天科学界最重要的难题之一。我们所知道的是,人类其实属于灵长类中一个有着很高灭绝风险的类群。人类的演化史上出现过至少30个人族物种。随着发掘的进行,这一数字还会继续上升。它们的灭绝可能就发生在1万年前到2万年前之间。从一个有着六七种或更多类人猿的世界,经过800万年的演化时间,只剩下我们自己。我们需要问的一个问题是,我们是怎样一个物种?我们是会长久存在,还是会同样在演化史的一瞬间消失?这些问题的解答或许能为我们的未来提供一些参考。尽管面临着许多全球性的环境威胁(大部分是我们自己造成的),但许多人对人类的未来还是持乐观态度。最重要的是,人类应该立刻行动起来,减少自己对地球的环境压力。
2016-11-03
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最新研究认为5560万年前彗星撞击导致全球变暖 促成全球哺乳动物物种大繁荣
?始新世时期见证了雷兽等哺乳动物的大发展。
这种微玻璃陨石应该是彗星撞击地球后熔化的残骸飞溅到半空中凝固而形成的(化石网报道)据新浪科技(彬彬):在始新世时期,曾经出现过一次与哺乳动物物种群落大繁荣密切相关的全球性气候迅速变暖事件。美国罗格斯大学科学家近日在《科学》期刊上发表最新研究成果,声称发现了关于始新世时期全球性气候迅速变暖的新证据。他们发现了一些球形的玻璃碎片,并认为这些玻璃碎片应该是彗星撞击地球后熔化的残骸飞溅到半空中凝固而形成的。但是研究人员的观点和解释也引起了不小的争议,其他一些相关专家对此持不同看法。太空撞击往往会对地球生态系统产生严重的影响。比如,最为典型的案例就是在大约6600万年前一颗小行星撞向墨西哥尤卡坦半岛,最终导致恐龙这一物种从地球上灭绝。美国罗格斯大学科学家丹尼斯-肯特教授介绍说,这些球形玻璃碎片发现于新泽西海岸的沉积层中,最初可能来自于一颗跌入大西洋的直径约10千米的彗星。研究人员认为,这次彗星撞击事件可能就是大约5560万年前全球气候迅速变暖的主要诱因,因为撞击事件可能释放了大量的二氧化碳和其它温室气体。在这起事件中,全球气温在不到1000年时间内迅速升高了6摄氏度。肯特教授表示,“气候是在急剧变暖。这就表明了它的诱因何在。”这一温暖时期也被称为“古新世-始新世极热时期”,它也经常被拿来与今天由人类引起的气候迅速变暖情形相比较。这种气温的迅速升高可能也与哺乳动物扩散到世界上其它新的陆地有密切关系,这些哺乳动物最后分化为至今仍然存在的三大类,它们分别是偶蹄类动物、奇蹄类动物以及灵长类动物,其中当然包括我们人类。现代的偶蹄类动物包括羊、猪、骆驼、长颈鹿等,而现代的奇蹄类动物则包括马、貘、犀牛、斑马等。关于这一哺乳动物进化大发展阶段的背后诱因,科学家们仍然未能完全搞明白。当时,在“古新世-始新世极热时期”,地球表面基本上没有冰雪,海平面比现在也要高出许多,许多小型单细胞海底生物开始灭绝。但是,在陆上,哺乳动物终于有机会踏上两极的土地,从而生存机会大大增加。主流理论认为,这一全球变暖时期大约持续20万年,它的出现可能与火山活动等因素有关。但是,美国罗格斯大学科学家则在这些玻璃球(也被称为“微玻璃陨石”)中发现了一种令人感兴趣的矿物质。这种矿物质被称为“焦石英”。肯特教授介绍说,“焦石英通常形成于极高的温度,大约在1700摄氏度下才会形成。”如果没有太空撞击这样的极高能事件,难以解释这种矿物质的存在。比如,火山岩浆喷发时的温度要低得多。第二项证据是,在其中一颗玻璃球中发现了“撞击石英”颗粒。这种颗粒只有在太空撞击事件中才从高压状态下变形爆裂而形成。此外,火山中的压力并不足以产生这样的颗粒。不过,未参与此项研究的奥地利维也纳大学太空撞击研究专家克里斯坦-科伯尔教授则指出,研究中“撞击石英”的鉴定是采用拉曼光谱测定法。“拉曼光谱测定法并非鉴定撞击石英的标准方法,因此它可能是撞击石英,也可能不是。”早在2003年,肯特教授就首次提出了彗星撞击的观点,并发表于《地球与行星科学通讯》期刊之上。他的依据是发现于新泽西的磁化黏土颗粒,他认为这种颗粒就是由太空撞击事件形成的。不过,他的假想甚至都没有得到身边同事的支持。肯特表示,此次“玻璃球”的发现为他的彗星撞击理论补充了有力的证据。“彗星质量的五分之一是碳。通过对太阳系彗星的光谱分析可以发现一些痕迹,这种碳倾向于同位素一侧。”大约6600万年前导致恐龙灭绝的撞击事件基本上可以确定是由小行星撞击形成的,该事件在远离撞击坑的岩层中留下了一层明显的铱元素层。铱元素在地球上很罕见,但在小行星上很常见。然而,与小行星相比,彗星岩石少、冰块多,因此彗星撞击可以用来解释科学家为什么没有在古新世-始新世交替层发现明显的铱元素层。此外,肯特还解释说,“彗星往往来自太阳系外层,因此它们的撞击速度大约三倍于小行星的撞击速度。”这种高速撞击也有可能冲淡天体中的铱元素。如果撞击地点位于海洋上,这或许可以用来解释为什么找不到撞击坑的原因。肯特表示,“这些玻璃球证据表明,当时可能发生了撞击事件。但是,唯一不明确的是,这些玻璃球究竟是不是形成于古新世-始新世时期。目前为止获取的信息都无法得出令人信服的观点。不过,这些玻璃球不可能来自其它地质层。因此,年代测定非常有用。”
2016-11-03