新研究揭示生物多样性的丧失导致了2.52亿年前地球生物“大灭绝”后的生态崩溃 _生物多样性

二叠纪海底的重现。Credit: © University of Michigan Museum of Natural History
据美国物理学家组织网（by California Academy of Sciences）：地球生命的历史被几次大灭绝打断，其中最大的一次是二叠纪-三叠纪灭绝事件，也称为大灭绝，发生在2.52亿年前。虽然科学家们普遍同意其原因，但这次大灭绝以及随后的生态崩溃究竟是如何展开的仍然是个谜。
在今天发表在《当代生物学》上的一项研究中，研究人员分析了大灭绝之前、期间和之后的海洋生态系统，以更好地理解导致生态不稳定的一系列事件。在这样做的过程中，由加州科学院、中国地质大学(武汉)和布里斯托尔大学的研究人员组成的国际研究小组揭示，生物多样性的丧失可能是更具毁灭性的生态崩溃的先兆，这是一个令人担忧的发现，因为今天的物种丧失速度超过了大灭绝时期。
“二叠纪-三叠纪灭绝是研究当今地球上生物多样性丧失的一个模型，”科学院地质学馆长Peter Roopnarine博士说，“在这项研究中，我们确定物种丧失和生态崩溃发生在两个不同的阶段，后者发生在最初的生物多样性崩溃后约60，000年。”
这一事件本身毁灭了地球上95%的生命，或者说每20个物种中就有19个。很可能是由火山活动增加和随后大气二氧化碳激增引发的，它导致了类似于今天看到的人类驱动的环境挑战的气候条件，即全球变暖、海洋酸化和海洋缺氧。
为了进行这项研究，研究人员检查了来自华南的化石——二叠纪-三叠纪过渡时期的浅海——以重现古代海洋环境。通过将物种分类为以相似方式开发资源的群体，该团队能够分析猎物-捕食者关系，并确定古代物种执行的功能。这些模拟食物网为灭绝事件之前、期间和之后的生态系统提供了看似合理的代表。
“中国的化石遗址非常适合这种研究，因为我们需要大量的化石来重建食物网，”布里斯托尔大学的迈克尔·本顿教授说。“岩石序列也可以非常精确地确定年代，所以我们可以按照一步一步的时间表来跟踪灭绝过程和最终的恢复。”
“尽管在物种灭绝的第一阶段，地球上超过一半的物种消失了，但生态系统仍然保持相对稳定，”中国地质大学研究员黄博士说。物种之间的相互作用在灭绝的第一阶段仅略有减少，但在第二阶段显著下降，导致生态系统不稳定。"生态系统被推到了无法恢复的临界点。"
当有多个物种执行相似的功能时，整个生态系统对环境变化的抵抗力更强。如果一个物种灭绝，另一个物种可以填补这个生态位，生态系统保持完整。这可以与几个公司或企业提供相同服务的经济相比较。一个公司的消亡仍然使服务和经济完好无损，但是如果服务被一个单独的实体所垄断，就会出现相反的情况。

取自中国南方湖北省二叠系-三叠系界线的岩石剖面。Credit: © Peter Roopnarine
“我们发现，灭绝第一阶段的生物多样性损失主要是这种功能冗余的损失，留下了足够数量的物种来执行基本功能，”Roopnarine说。“但是，当像全球变暖或海洋酸化这样的环境干扰后来发生时，生态系统缺失会增强抵抗力，从而导致突然的生态崩溃。”
对于研究小组来说，他们的发现强调了在评估现代保护策略时考虑功能冗余的重要性，并提醒他们迫切需要采取行动来解决今天人类驱动的生物多样性危机。
“我们目前正在以比地球过去任何一次灭绝事件都快的速度失去物种。很可能我们正处于另一次更严重的物种灭绝的第一阶段，”黄说。“我们无法预测将使生态系统彻底崩溃的临界点，但如果我们不扭转生物多样性的丧失，这是一个不可避免的结果。”