晚古生代大冰期阶段的海洋生物多样化事件

作者:2022/03/07 10:09

晚古生代大冰期阶段的海洋生物多样化事件

对于晚古生代冰期阶段的生物演化,传统观点一直认为,由于受到低温影响,这段时期的海洋生物经历了一次大规模的灭绝以及长久的缓慢演化。其中,生物灭绝速率可以与著名的泥盆纪末生物大灭绝比拟,而之后的缓慢演化状态保持了约五千万年的时间,海洋生物物种的新生和灭绝速率均很低。

然而,我们的最新研究结果对此提出了质疑。我们汇集了中国境内551条上泥盆统至下二叠统海相地层剖面中的化石记录,使用约束最优化方法进行计算,获得了晚泥盆世-早二叠世海洋生物物种多样性曲线。结果表明,自石炭纪维宪期中期(336Ma)至二叠纪阿瑟尔晚期(295Ma),海洋生物属级与种级多样性均显著上升,命名为石炭纪-二叠纪最早期海洋生物多样化事件(Carboniferous-earliest Permian marine biodiversification event, CPBE)。由于研究剖面在晚古生代的主要板块均有分布,所以这次事件具有全球代表意义。

CPBE事件持续了41个百万年,期间物种数量增加了246%,整个过程可分为约16Mys的物种缓慢增长阶段和后期跨越25Mys的快速增长阶段。在快速增长时期,海洋生物以营底栖生活的䗴有孔虫占绝对优势,称之为适应性辐射(adaptive radiation)演化。在整个CPBE事件过程中,营底栖生活的䗴有孔虫、腕足动物物种多样性增加,而自由游泳的牙形类和头足动物则逐步下降。这可能与当时瑞尼洋关闭所导致的海洋环流受阻、生境支离破碎相关。

此项研究于20215月在线发表于国际地学著名期刊Earth-Science Reviews上,史宇坤教授为论文第一作者与通讯作者。此项研究得到国家自然科学基金委、科技部以及中国科学院先导专项的资助。

 

古生代大冰期阶段海洋生物多样性(A为属、种数量,B为物种变化速率),I2-I5CPBE事件时期


 

CPBE事件时期(I2-I5),䗴有孔虫、腕足动物物种多样性增加,而自由游泳的牙形类和头足动物则逐步下降

 

文章信息:Shi, Y. K., Wang, X. D., Fan, J. X., Huang, H., Xu, H. Q., Zhao, Y. Y., Shen, S. Z. 2021. Carboniferous-earliest Permian marine evolutionary biodiversification event (CPBE) during the Late Paleozoic Ice Age. Earth-Science Reviews, 220p. 103699.


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