中国科学家挑战传统模式古中生代生物绝灭有新说_生物论文

　　 　　即将出版的美国《科学》杂志，发表了中科院南京地质古生物研究所研究员金玉（王加干）等人的一项研究成果，他们对浙江省长兴县煤山的古生物资料进行严密的置信区间分析和计算机模拟，结合碳同位素比值聚降和微球粒急增等证据，提出古生代与中生代之交的生物大绝灭为爆发性，动摇了分期绝灭的传统观点。这种集古生物学、数学和计算机科学为一体，以此来克服化石记录的缺陷所造成的种种偏差，探索其真实内涵的方法，是古生物研究中的全新领域。超级大绝灭与恐龙大绝灭的相似点也愈来愈多，说明可能受超大规模火山喷发、地外物体撞击等突发性因素驱动。这对于破解超级生物大绝灭之谜有重要意义。

　　那么什么是古、中生代之交生物大绝灭？为什么说这是一次爆发性的大绝灭？为什么要在煤山探索大绝灭？带着这些问题，记者采访了金玉（王加干）研究员。

　　据介绍，地球上自6亿年前出现动物以来的生物演化史，穿插了近30次大规模绝灭，其中有6次的影响遍及全球，称“六大生物绝灭事件”。生物大绝灭是指世界上相当多的种类在极短的地质时间内消亡，被新生物替代，所以又称生物演化进程中的“革命。”

　　在六大绝灭事件中，以6500万年前中、新生代之交导致恐龙绝灭的一次最为著名。然而规模最大，对生物演化史影响最深刻的是发生在2.5亿年一次。这次大绝灭使海洋生物的多样性降低一半，占领海洋近3亿年的主要生物从此消失、衰败，让位于发展至现代的新生物门类，生态系统也彻底更新。所以，这一大绝灭成为地球历史从古生代向中生代转折的里程碑。其他各次大绝灭引起的海洋生物多样性下降的幅度都不及1/6，也没有使生物演化进程产生重大转折。

　　达尔文学说认为生存竞争对演化和绝灭的影响比自然环境的作用大的多。然而大绝灭的历史却证明，正常条件下的适应演化结果并不能抵御灾难性环境变化带来的绝灭。显然，大绝灭在生物演化的主要环节，其重要性可以与自然选择相比拟，了解生物大绝灭是探索生物演化过程的关键之一。

　　由于欧美各地普遍缺乏这一阶段的地层记录，专家们一直认为古、中生代之交的大绝灭是长期海退引起持续性环境恶化，促使生物不断加速消亡。90年代初金玉（王加干）研究员等人发表论文，指出传统所指的持续性绝灭实际上包括两次快速绝灭，之间相隔数百万年。前一次规模较小与海退有关；后一次为大绝灭的高峰，出现在2.5亿年前，与海进同步。1994年，杨湘宁和美国史坦利院士在《科学》杂志发表文章，引用数学方法论证了大绝灭分为两次的观点。

　　金玉（王加干）研究员对记者说，多年野外观察和采集的经验表明，高峰期似乎又分为3次进行。不过地层记录与人类远古历史遗存相似，多为断简残编。在古生物学领域，要透过现象认识事物的本质，也离不开数学、计算机科学、地球化学等其他学科的发展。

　　生物在其进化过程中，最直观的是以化石的形式记录下其演化的历程，虽然不很完整，但如果采用合理的分析方法，是能够将认识从表象提高以某一程度的。利用化石产出的层位和数量，对每个化石属的演化延限进行置信区间的分析，进而在总体上加以计算机模拟。他们试用近几年提出的多种新方法，反复分析和检验资料，结果都出乎意料，这不是多年来专家们所认为的分3次进行，而是一次爆发性的大绝灭。生物进化过程中另一个潜在的记录形式就是碳同位素比值。保存在地层中碳同位素比值的变化从一定程度上反映了生物量的变化，而后者又直接受生物繁盛或绝灭的影响。当生物含量减少时，反映在碳同位素比值上就会有所降低。他们重新分析碳同位素比值和微观地层特征后，也说明只有一次碳同位素比值急剧降低，而不是过去所说的两次。他们还证实爆发性绝灭的岩层中的含有成百上千倍富集的成因不明的微球粒。这些迹象都支持爆发性绝灭的模式。

　　金玉（王加干）研究员向记者介绍说，这种集古生物学、数学和计算机为一体的研究对基础资料的基本要求很高。第一，每一层岩石的化石都必须经过详细采集和系统分类鉴定。第二，各岩层代表的确切时间可以根据高精度的测年资料推定。令我国研究人员欣慰的是，在目前世界各地经过详细研究的地点中，唯有浙江省长兴县煤山的研究程度极高，具备这些条件。

　　20多年前，南京地质古生物研究所赵金科、盛金章院士等研究了煤山的每一层岩石的化石，陆续采集到15个大类的近400种化石，证明煤山的地层记录是世界上最完整的。从此以后，煤山剖面声名远扬，逐渐居为世界上研究程度最高的经典性剖面，近几年取得令人瞩目的重大进展。一方面这里的地层居为国际对比研究的标准。另一方面，这里又是一个国际著名的野外实验室，是试图破解古、中生代之交大绝灭之谜的各国专家必须访问的地质圣地。研究恐龙大绝灭的美国专家斯蒂夫·唐博士说，甚至经过长期研究的中、新生代大绝灭也还缺少这样系统的古生物统计分析成果。不过参加此项研究的青年古生物专家王（王加月）博士说，“煤山的综合分析结果固然令人鼓舞，问题的全面解决还有赖于对陆地、浅海和深海等多种沉积和化石记录的积累和研究。”