地球生物經5次大滅絕 人類末日到來?

  生物滅絕是指大規模的集群滅絕,生物滅絕又叫生物絕種,它並不總是勻速的、逐漸進行的。整科、整目甚至整綱的生物在很短的時間內徹底消失或僅有極少數存留下來。

  在集群滅絕過程中,往往是整個分類單元中的所有物種,無論在生態系統中的地位如何,都逃不過劫難,而且還經常是很多不同的生物類群一起滅絕,卻總有其它一些類群倖免於難,還有一些類群從此誕生或開始繁盛。

  大規模的集群滅絕有一定的週期性,大約6200萬年就會發生一次,但集群滅絕對動物的影響最大,而陸生植物的集群滅絕不像動物那樣顯著。

生物大滅絕是指大規模的集群滅絕

  全世界發生過數次大滅絕事件,主要有5次生物大滅絕。據科學家推測,自地球誕生以來,每次滅絕事件所滅絕生物的比率都有較大的差別。地球目前的生物多樣性源自於35億年反覆進化的結果,而且處於生命史的最高點,但是研究人員稱,地球的生物多樣性或許正接近一個臨界點。

 

全世界發生過數次大滅絕事件,主要有5次生物大滅絕

  據《科學》雜誌最新發表的一項研究,一個國際科學家團隊警告稱,動物的滅亡和減少正是地球第六次生物大滅絕的前奏。從1500年開始,超過320個陸棲脊椎動物物種接連滅絕。剩餘物種也表現出了平均25%的衰退,這種現狀在無脊椎動物中也極其相似。

  雖然之前的大滅絕是由地球的自然變化或者災難性的小行星撞擊導致的,但是目前的滅絕與人類行為非常相關。這種現狀被研究的第一作者、斯坦福大學生物學教授Rodolfo Dirzo命名為“人類失去共棲物”時代。

  第一次物種大滅絕

  時間:發生在4億4千萬年前的奧陶紀末期

  事件:發生地球史上第一次物種滅絕事件,約85%的物種滅亡

  奧陶紀簡介

  奧陶紀(Ordovician Period,Ordovician),地質年代名稱,是古生代的第二紀,開始於距今5億年,延續了6500萬年。

  奧陶紀亦分早、中、晚三個世。奧陶紀是地史上海侵最廣泛的時期之一。在板塊內部的地台區,海水廣佈,表現為濱海淺海相碳酸鹽巖的普遍發育,在板塊邊緣的活動地槽區,為較深水環境,形成厚度很大的淺海、深海碎屑沉積和火山噴發沉積。

 

奧陶紀海底

  奧陶紀末期曾發生過一次規模較大的冰期,其分佈範圍包括非洲,特別是北非、南美的阿根廷、玻利維亞以及歐洲的西班牙和法國南部等地。

 

奧陶紀中期海陸分佈圖

  “奧陶”來源

  “奧陶”一詞由英國地質學家拉普沃思(C.Lapworth)於1879年提出,代表露出英國阿雷尼格(Arenig)山脈向東穿過北威爾士的岩層,位於寒武系與志留系岩層之間。因這個地區是古奧陶部族(Ordovices)的居住地,故名。

  奧陶紀生物演化

  當時氣候溫和,淺海廣佈,世界許多地方(包括中國大部分地方)都被淺海海水掩蓋。海生生物空前發展。

  在奧陶紀廣闊的海洋中,海生無脊椎動物空前繁榮,生活著大量的各門類無脊椎動物。除寒武紀開始繁盛的類群以外,其他一些類群還得到進一步的發展,其中包括筆石、珊瑚、腕足、海百合、苔蘚蟲和軟體動物等。

  筆石是奧陶紀最奇特的海洋動物類群,自早奧陶世開始即已興盛繁育,分佈廣泛。腕足動物演化迅速,大部份的類群均已出現,無鉸類、幾丁質(chitin)殼的腕足類逐漸衰退,鈣質殼的有鉸類則盛極一時;

筆石是奧陶紀最奇特的海洋動物類群

  鸚鵡螺進入繁盛時期,它們身體巨大,是當時海洋中兇猛的肉食性動物;由於大量食肉類鸚鵡螺類的出現,三葉蟲在胸、尾進化出許多防禦性針刺,以避免食肉動物的襲擊或吞食。珊瑚自中奧陶世開始大量出現,復體的珊瑚雖說還較原始,但已能夠形成小型的礁體。

  奧陶紀晚期,約4.8億年前,首次出現了可靠的陸生脊椎動物——淡水無顎魚;淡水植物據推測可能在奧陶紀已經出現。

 

地球史上第一次物種滅絕事件,約85%的物種滅亡

  第一次物種大滅絕發生在4億4千萬年前的奧陶紀末期,由於當時地球氣候變冷和海平面下降,生活在水體的各種不同的無脊椎動物便蕩然無存。

  在距今4.4億年前的奧陶紀末期,發生地球史上第一次物種滅絕事件,約85%的物種滅亡。古生物學家認為這次物種滅絕是由全球氣候變冷造成的。

  在大約4.4億年前,撒哈拉所在的陸地曾經位於南極,當陸地彙集在極點附近時,容易造成厚的積冰——奧陶紀正是如此。大片的冰川使洋流和大氣環流變冷,整個地球的溫度下降,冰川鎖住水,海平面降低,原先豐富的沿海生態系統被破壞,導致85%的物種滅絕。

  第二次生物大滅絕

  時間:距今3.65億年前的泥盆紀後期。

  事件:海洋生物遭受了滅頂之災。

  第二次生物大滅絕又稱泥盆紀大滅絕。

泥盆紀又稱“魚類的時代”

  泥盆紀簡介

  泥盆紀(Devonian period),地質年代名稱,古生代第四紀,約開始於4.05億年前,結束於3.5億年前,持續約5000萬年。

 

 泥盆紀地球

  泥盆紀分為早、中、晚3個世,地層相應的分為下、中、上3個統。泥盆紀古地理面貌較早古生代有了巨大的改變。表現為陸地面積擴大,陸相地層的發育,生物界的面貌也發生了巨大的變革。陸生植物、魚形動物空前發展,兩棲動物開始出現,無脊椎動物的成分也顯著改變。

  魚類的時代

  泥盆紀是脊椎動物飛越發展的時期,魚類相當繁盛,各種類別的魚都有出現,故泥盆紀被稱為“魚類的時代”。最重要的是從總鰭類演化而來的,兩棲類、爬行類的祖先四足類(四足脊椎動物)出現。

  對古氣候的研究顯示泥盆紀時期是溫暖的。化石記錄說明當時遠至北極地區都處於溫帶氣候。第二次物種大滅絕發生在泥盆紀晚期,其原因也是地球氣候變冷和海洋退卻。

  在距今約3.65億年前的泥盆紀後期,歷經兩個高峰,中間間隔100萬年,發生地球史上第二次物種滅絕事件,海洋生物遭到重創。

  第三次生物大滅絕

  時間:距今2.5億年前的二疊紀末期。

 

第三次生物大滅絕

  事件:導致超過95%的地球生物滅絕。

  第三次生物大滅絕又稱二疊紀大滅絕。

 

二疊紀植物群示意圖

  二疊紀簡介

  二疊紀(Permian period)是古生代的最後一個紀,也是重要的成煤期。二疊紀分為早二疊世, 中二疊世和晚二疊世。二疊紀開始於距今約2.95億年,延至2.5億年,共經歷了4500萬年。

  二疊紀的地殼運動比較活躍,古板塊間的相對運動加劇,世界範圍內的許多地槽封閉並陸續地形成褶皺山系,古板塊間逐漸拼接形成聯合古大陸(泛大陸)。陸地面積的進一步擴大,海洋範圍縮小,自然地理環境的變化,促進了生物界的重要演化,預示著生物發展史上一個新時期的到來。

  距今2.5億年前的二疊紀末期,發生了有史以來最嚴重的大滅絕事件,估計地球上有96%的物種滅絕,其中90%的海洋生物和70%的陸地脊椎動物滅絕。

  三葉蟲、海蠍以及重要珊瑚類群全部消失。陸棲的單弓類群動物和許多爬行類群也滅絕了。這次大滅絕使得佔領海洋近3億年的主要生物從此衰敗並消失,讓位於新生物種類,生態系統也獲得了一次最徹底的更新,為恐龍類等爬行類動物的進化鋪平了道路。

 

三葉蟲化石

  科學界普遍認為,這一大滅絕是地球歷史從古生代向中生代轉折的里程碑。其他各次大滅絕所引起的海洋生物種類的下降幅度都不及其1/6,沒有使生物演化進程產生如此重大的轉折。

二疊紀的生物

  科學家認為,在二疊紀曾經發生海平面下降和大陸漂移,造成了最嚴重的物種大滅絕。所有的大陸聚集成了一個聯合的古陸,富饒的海岸線急劇減少,大陸架也縮小了,生態系統受到了嚴重的破壞,很多物種的滅絕是因為失去了生存空間。

  更嚴重的是,當淺層的大陸架暴露出來後,原先埋藏在海底的有機質被氧化,這個過程消耗了氧氣,釋放出二氧化碳。

  大氣中氧的含量減少,對生活在陸地上的動物非常不利。隨著氣溫升高,海平面上升,又使許多陸地生物遭到滅頂之災, 海洋裡也成了缺氧地帶。地層中大量沉積的富含有機質的頁岩是這場災難的證明。

  這次大滅絕是由氣候突變、沙漠範圍擴大、火山爆發等一系列原因造成。

  隕石撞擊

  有些科學家認為,隕石或小行星撞擊地球導致了二疊紀末期的生物大滅絕。如果這種撞擊達到一定程度,便會在全球產生一股毀滅性的衝擊波,引起氣候的改變和生物的死亡。

  搜集到的一些證據引起了人們對這種觀點的重視。但大多數生物科學家認為這場滅絕是由地球上的自然變化引起的。

 

  隕石撞擊

  氣候的改變

  有些科學家認為,氣候的變化是形成這場大災難的主要原因。因為二疊紀末期形成的岩石顯示,當時某些地區氣候變冷,在地球兩極形成了冰蓋。

 

氣候的改變使陸上和海上的生物很難適應

  這些巨大的白色冰蓋將陽光發射回太空,會進一步降低全球氣溫,使陸上和海上的生物很難適應。如果再加上海平面下降和火山爆發,就會成為滅頂之災。

  大氣成分的改變

  有些生物學家認為,生活方式比較活躍的動物,如似哺乳類的單弓類動物需要更多的氧氣,可能是因為大氣成分的改變而滅絕。

  因為二疊紀末期氣溫的降低會導致海平面的下降。海床遼闊的煤層區會暴露在外,釋放出大量二氧化碳到大氣中,大氣中的氧氣含量相對減少。

  火山活動火山爆發噴出大量氣體和火山塵埃進入大氣層。火山灰團不僅會使動物窒息而死,還有可能遮蔽太陽,使全球氣溫降低。所以,火山活動也可能是二疊紀末期滅絕事件的原因之一。西伯利亞就曾經發現當時火山猛烈爆發所噴出的物質。

  沙漠的肆虐二疊紀的陸塊碰撞接壤而形成了龐大的盤古大陸。來自海上的雨水和霧氣再也無法深入內陸地區。二疊紀的某些區域越來越乾燥炎熱,致使沙漠範圍越來越廣,無法適應乾旱環境的動物就此滅絕。

 

 

火山灰團不僅會使動物窒息而死,還有可能遮蔽太陽,使全球氣溫降低 

  第四次生物大滅絕?

  時間:距今2億年前的三疊紀晚期。

  事件:發生了第四次生物大滅絕,爬行類動物遭遇重創。

第四次生物大滅絕 

  第四次生物大滅絕又稱三疊紀大滅絕。

  三疊紀簡介

  三疊紀(Triassic period)是中生代的第一紀,爬行動物和裸子植物崛起,位於二疊紀(Permian)和侏羅紀(Jurassic)之間。

  始於距今2.5億年至2.03億年,延續了約5000萬年。海西運動以後,許多地槽轉化為山系,陸地面積擴大,地台區產生了一些內陸盆地。新的古地理條件導致沉積相及生物界的變化。

  從三疊紀起,陸相沉積在世界各地,尤其在中國及亞洲其它地區都有大量分佈。古氣候方面,三疊紀初期繼承了二疊紀末期乾旱的特點;到中、晚期之後,氣候向濕熱過渡,由此出現了紅色岩層含煤沉積、旱生性植物向濕熱性植物發展的現象。植物地理區也同時發生了分異。

  海洋生物的滅絕距今1.95億年前的三疊紀末期,估計有76%的物種,其中主要是海洋生物滅絕,此次災難並無特別明顯的標誌,只發現海平面下降之後又上升,出現大面積缺氧的海水。

 

三疊紀生物 

  第五次生物大滅絕

  時間:6500萬年前,白堊紀晚期。

  事件:侏羅紀以來長期統治地球的恐龍滅絕。

 

第五次生物大滅絕 

  第五次生物大滅絕又稱白堊紀大滅絕或恐龍大滅絕。

  白堊紀簡介

  白堊紀(Cretaceous Period,Cretaceous)是中生代最後的一紀,始於距今1.37億年,結束於距今6500萬年,其間經歷了7000萬年。無論是無機界還是有機界在白堊紀都經歷了重要變革。位於侏羅紀之下、新生界之上。

  白堊紀是中生代地球表面受淹沒程度最大的時期,在此期間北半球廣泛沉積了白堊層,1822年比利時學者J.奧馬利達魯瓦將其命名為白堊系。白堊層是一種極細而純的粉狀灰巖,是生物成因的海洋沉積,主要由一種叫做顆石藻的鈣質超微化石和浮游有孔蟲化石構成。

  恐龍時代的終結距今6500萬年前白堊紀末期,發生地球史上第五次生物大滅絕事件,約75%—80%的物種滅絕。在五次大滅絕中,這次大滅絕事件最為著名,因長達14000萬年之久的恐龍時代在此終結, 海洋中的菊石類也一同消失。

  其最大貢獻在於消滅了地球上處於霸主地位的恐龍及其同類,並為哺乳動物及人類的最後登場提供了契機。這次災難來自於地外空間和火山噴發,在白堊紀末期發生的一次或多次隕星雨造成了全球生態系統的崩潰。

 

曾在地球上處於霸主地位的恐龍 

  撞擊使大量的氣體和灰塵進入大氣層,以至於陽光不能穿透,全球溫度急劇下降,黑雲遮蔽地球長達數年(零點幾至幾個百萬年)之久,植物不能從陽光中獲得能量,海洋中的藻類和成片的森林逐漸死亡,食物鏈的基礎環節被破壞,大批的動物因飢餓而死,其中就是恐龍。

 

小行星撞擊說  

  小行星撞擊說

  支持小行星撞擊說的科學家們推斷,這次撞擊相當於人類歷史上發生過最強烈地震的100萬倍,爆炸的能量相當於地球上核武器總量爆炸的1萬倍,導致了2.1萬立方公里的物質進入大氣中。

  由於大氣中大量高密度的塵埃,太陽光不能照射到地球上,導致地球表面溫度迅速降低。沒有陽光,植物逐漸枯萎死亡;沒有植物,植食性的恐龍飢餓而死;沒有植食性動物,肉食性的恐龍失去食物來源,在絕望和相互殘殺中緩慢消亡。

  幾乎所有的大型陸生動物都未能倖免於難。小型的陸生動物,像一些哺乳動物依靠殘餘的食物勉強為生,終於熬過了最艱難的時日,等到了古近紀陸生脊椎動物的再次大繁榮。

  撞擊假說的支持者發現了許多有力的證據,來證明他們的觀點。最有力的證據來自在K/T(白堊紀和古近紀)地質界線上發現的銥異常和衝擊石英。

  科學家推測,這種高含量的銥元素就是撞擊地球的小行星帶來的,衝擊石英在撞擊過程中形成,但同時撞擊所形成的撞擊坑卻未被找到,多數的隕石坑被認為其大小與推測不相符合。

 

  小行星撞擊說 

  美國人查特吉約提出了一種類似的假說。他認為在白堊紀末期撞擊地球的兇手不是一顆小行星或者隕石,而是彗星雨。

  大量的彗星雨撞擊到地球上,形成一個環繞地球一周的撞擊帶,其中有2塊巨大的彗星體成為了恐龍大滅絕的“主犯”:一塊形成了墨西哥灣附近的巨大的隕石坑,另外一塊撞擊到印度大陸上,形成的隕石坑比墨西哥灣附近的隕石坑還大。

 

人類文明 

  下一次生物大滅絕:會是人類嗎?

  自從人類出現以後,特別是工業革命以後,由於人類只注意到具體生物源的實用價值,對其肆意地加以開發, 而忽視了生物多樣性間接和潛在的價值,使地球生命維持系統遭到了人類無情的蠶食。

  科學家估計, 如果沒有人類的干擾,在過去的2億年中,平均大約每100年有90種脊椎動物滅絕,平均每27年有一個高等植物滅絕。在此背景下,人類的干擾,使鳥類和哺乳類動物滅絕的速度提高了100—1000倍。1600年以來,有記錄的高等動物和植物已滅絕724種,而絕大多數物種在人類不知道以前就已經滅絕。

  經粗略測算,400年間生物生活的環境面積縮小了90%,物種減少了一半,其中由於熱帶雨林被砍伐對物種損失的影響更為突出。估計從1990—2020年由於砍伐熱帶森林引起的物種滅絕將使世界上的物種減少5%—15%,即每天減少50—150種。

  在過去的400年中, 全世界共滅絕哺乳動物58種,大約每7年滅絕一個種,這個速度較正常化石記錄高7—70倍;在二十世紀的100年中,全世界共滅絕哺乳動物23種,大約每4年滅絕一個種,這個速度較正常化石記錄高13—135倍。

 

亞馬遜熱帶雨林 

  一組來自國家環保總局的最新數據:中國被子植物有珍稀瀕危種1000種,極危種28種,已滅絕或可能滅絕7種;裸子植物瀕危和受威脅63種,極危種14種,滅絕1種;脊椎動物受威脅433種,滅絕和可能滅絕10種。

 

人類種群數量在過去的35年裡已經加倍 

  最新研究顯示,人類種群數量在過去的35年裡已經加倍,而同時蝴蝶、甲殼蟲以及蜘蛛等無脊椎動物的數量已經減少了45%。

  生物多樣性受到有史以來最為嚴重的威脅。生存問題已從人類的範疇擴展到地球上相互依存的所有物種,許多人都在思考同一個問題——我們能留給下一代什麼?是盡可能豐富的世界,還是一個生物種類日漸貧乏的地球?

  不少人驚恐地自問:不曾孤獨來世的人類,難道注定要孤獨地離開?也許可以從150年前一位印第安酋長的話中找到答案——“地球不屬於人類,而人類屬於地球”。

  蜜蜂滅絕或引發蝴蝶效應

  2013年10月31日,安娜莉·內維茨在《分散、適應與回憶》一書中寫道,在過去4年裡,蜜蜂蜂群出現了一種令人不安的變化。

  在養蜂人無助的注視之下,這些群居昆蟲原本所具有的機器一般的效率退化成為無法解釋的混亂。工蜂飛走後再也不會回巢,幼蜂在蜂巢中漫無目的地走動,蜂群的日常勞作無人過問,直到蜂蜜生產完全停止,蜂卵因為得不到照料而死去。自從2007年以來,這種被稱為“蜂群崩潰綜合征”的現象每年冬天都會使蜂群數量減少大約30%。

蜜蜂滅絕或引發蝴蝶效應 

  如果蜜蜂滅絕,它們的消失將引發物種滅絕的多米諾效應,因為從蘋果到花椰菜的各類農作物都依賴蜜蜂為其授粉。

我們是否處在一次大規模滅絕過程的序幕之中? 

  與此同時,全世界的兩棲動物物種有超過1/3面臨滅絕威脅,據哈佛大學進化生物學家兼自然資源保護論者E·O·威爾遜估計,每年有2.7萬種物種從地球上消失。

  引發思索

  我們是否處在一次大規模滅絕過程的序幕之中,而這一過程最終將導致地球上數以百萬計的動植物物種——包括我們人類自己——的消亡?“第六次滅絕”假設的支持者們認為這個問題的答案是肯定的。




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