生物大滅絕的幾個時代簡介

摘要：地球上被人類記錄過的物種大約有175萬個，其中包括100多萬種動物，30多萬種植物和10多萬種微生物；實際上存在的物種可能達500萬到5000萬個；而根據古生物學家的研究，地球上可能曾經存活過40億種生物，只不過在地球和生物圈演化過程中，由於自然或人為的原因絕大多數物種都被滅絕並出局了，尤以五次生命大滅絕為甚。本文重點講述五次生物大滅絕及其原因。

關鍵詞：古生物大滅絕物種生物演化

一．關於滅絕的定義：背景滅絕與叢集滅絕

在漫長的演化過程中，長期的穩定期與短期的劇變期相互交替。滅絕以不同的規模出現。在穩定期內，平均新生率遠遠大於平均滅絕率，總的平均滅絕率總是維持在一個低水平上，這種低水平絕滅被稱作背景滅絕(backgroundextinction)；與此相對應，在劇變期，許多生物門類在短期內大量滅絕，生物演化程序突然中斷，使滅絕率突然升高，而新生率則降得很低，這種大規模的絕滅叫作叢集滅絕或大絕滅(massextinction)。

　A.奧陶紀—志留紀之交大滅絕

①時間：4.39億年

②簡介：

當時氣候溫和，淺海廣佈，世界許多地方（包括我國大部分地方）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，它們自早奧陶世開始即已興盛繁育，分佈廣泛。腕足動物在這一時期奧演化迅速，大部份的類群均已出現，無鉸類、幾丁質殼的腕足類逐漸衰退，鈣質殼的有鉸類則盛極一時；鸚鵡螺進入繁盛時期，它們身體巨大，是當時海洋中凶猛的肉食性動物；由於大量食肉類鸚鵡螺類的出現，為了防禦，三葉蟲在胸、尾長出許多針刺，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。在奧陶紀晚期，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也已經出現。

奧陶紀末大滅絕由前、後兩幕組成，其間相隔約50萬～100萬年。第一

幕是生活在溫暖淺海或較深海域的許多生物都滅絕了，滅絕的屬佔當時屬總數的60％～70％，滅絕種數更高達80％。第二幕是那些在第一幕滅絕事件中倖存的較冷水域的生物又遭滅頂之災。如腕足類屬的滅絕率為60%，種的滅絕率可達85%。三葉蟲類在這次滅絕中元氣大傷，此後再也無法恢復前期的繁榮。

③原因：

氣候變化及其相關事件是造成這兩幕生物滅絕的主要原因。當時在南半球(岡瓦納大陸及其邊緣)發育著廣闊的大陸冰蓋，當冰蓋形成並達到最高峰時，全球大氣和海水溫度大幅度急劇下降，處於高緯度海域的淺、冷、高密度海水向下及向赤道方向遷移，從而產生了富氧和富營養的冷深水流，海洋環境發生了強烈變化，大洋水體發生翻轉。冰蓋形成還使全球海平面大幅度下降約50～100米。同時，海水的碳、氧穩定也發生顯著遊移，水圈和大氣圈中二氧化碳含量降低，引起強烈的冰室效應，使大陸冰川繼續擴大，這些事件的綜合效應導致許多生活於溫暖水域的生物滅絕。在50萬～100萬年的冰期內，深海里幾乎沒有多少生物，它們主要生存於涼(冷)水域的淺海海底，繁盛的是與少量筆石、三葉蟲相伴生存的赫南特貝腕足動物群。隨著大陸冰川的快速消融，大氣和海水溫度迅速回升，海平面也很快回升，全球規模的海侵和缺氧事件發生了，海中有毒水體隨上升洋流侵漫到陸表海域，那些涼(冷)水域中的動物幾乎無處藏身，只有少量屬種僥倖逃脫，倖存至志留紀，成為嶄新生物群繁衍的主力軍。

　B.晚泥盆紀弗拉斯期-法門期之交大滅絕

①時間：3.67億年前

②簡介：

泥盆紀古地理面貌較早古生代有了巨大的改變。表現為陸地面積的`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。

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”。最重要的是顯示出從總鰭類演化而來的原始爬行動物——四足類（四足脊椎動物）的出現。

這次滅絕歷經兩個高峰，間隔100萬年，古生物損失慘重。在晚泥盆世大滅絕事件中，滅絕的科佔當時科總數的30％，滅絕的海生動物達70多科，其滅絕情況可能比陸生生物更為嚴重。這次滅絕事件的時間範圍較寬，規模較大，受影響的門類也多。當時淺海的珊瑚幾乎全部滅絕，深海珊瑚也部分滅絕，層孔蟲幾乎全部消失，竹節石全部滅亡，浮游植物的滅絕率也達90％以上，腕足動物中有三大類滅絕。

③原因：

此次大滅絕中受影響最大的是那些生活在暖水中的物種，因此很多科學家認為造成這次大滅絕事件的原因，是一次與奧陶紀末相似的全球變冷事件。根據這一理論，晚泥盆世的大滅絕是由岡瓦納大陸的另一次冰川作用引發的，巴西北部這一時期的沉積物中有證據支援這一假設。此期間的彗星撞擊事件曾被認為可能是這次大滅絕的誘因。

C．二疊紀-三疊紀之交大滅絕

①時間：2.5億年前

②簡介：

二疊紀是生物界的重要演化時期。海生無脊椎動物中主要門類仍是?，珊瑚腕足類和菊石。節肢動物的三葉蟲只剩下少數代表，腹足類和雙殼類有了新的發展。二疊紀末，四射珊瑚、橫板珊瑚、?類、三葉蟲全都絕滅；腕足類大大減少，僅存少數類別。

脊椎動物在二疊紀發展到了一個新階段。魚類中的軟骨魚類和硬骨魚類等有了新發展。兩棲類進一步繁盛。爬行動物中的杯龍類在二疊紀有了新發展；中龍類游泳於河流或湖泊中，以巴西和南非的中龍為代表；盤龍類見於石炭紀晚期和二疊紀早期；獸孔類則是二疊紀中、晚期和三疊紀的似哺乳爬行動物，世界各地皆有發現。

二疊紀末大滅絕是規模最大的一次生物滅絕事件，海洋中的種級生物滅絕量高達96％以上，滅絕科數佔當時動物科總數的50％左右，兩棲類75％的科和爬行類80％的科都滅絕了。受到影響的有許多古生代繁盛的重要生物門類，如皺紋珊瑚、床板珊瑚、三葉蟲、等，均遭全軍覆沒;曾長期統治淺海底域的腕足動物，如長身貝目、戟貝亞目、正形貝目全部消亡，連深水海域裡的放射蟲等也慘遭重創。陸生植物的厄運不亞於海洋生物，不同氣候帶的特徵植物群消亡;陸生四足動物和兩棲動物也滅絕大半。

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。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，也沒有使生物演化程序產生如此重大的轉折。

③原因：

火山爆發說：地質研究證據顯示，二疊紀末發生過大規模火山爆發。這更是證明了當時地球表面是有多個火山進行大規模的爆發。短期來說，火山爆發所釋放的大量有毒氣體會造成生物滅絕，而長期來說，二氧化碳類的氣體則會使氣候發生大變化，溫度上升，造成全球性的致命後果。但經過計算，如此大規模的火山爆發會使地球溫度上升5℃左右，的確會毀滅很多生物，但沒有足夠能力毀滅70%的陸生物種和95%的海洋物種。

隕石撞擊說：雖然隕石撞擊可以造成生物大毀滅，但是由於科學家至今沒有找到二疊紀末期遭到隕石撞擊的任何遺蹟，因此這個猜想很難成立。但有些科學家認為被隕石撞擊的大坑可能早以被熔岩埋沒。因此很多人還沒有放棄這個猜測。

甲烷說：上世紀90年代中期格陵蘭發現了大量二疊紀的沉積岩。通過研發現二疊紀的大滅絕可能並非突然發生，而是經歷了8萬年的歷史。8萬年的歷史中，首先被消滅的是海洋裡的小部分生物，然後陸生生物受到嚴重打擊，最後則是海洋裡的大部分生物滅絕。這是由於海底冰凍的甲烷逐漸釋放出碳12，導致海洋溫度上升5℃，這就足以導致生物滅絕了

一種原因不是最後的定論，這一次的大滅絕，絕對不是一個單一的原因造成的，而是多種原因共同作用的結果。

　D：三疊紀-侏羅紀之交大滅絕

①時間：2.08億年前

②簡介：

三疊紀是裸子植物的興盛時代。三疊紀是古生代生物群消亡後現代生物群開始形成的過渡時期。三疊紀早期植物面貌多為一些耐旱的型別，隨著氣候由半乾熱、乾熱向溫溼轉變，植物趨向繁茂，低丘緩坡則分佈有和現代相似的常綠樹，如鬆、蘇鐵等，而盛產於古生代的主要植物群幾乎全部滅絕。

雖然三疊紀末大滅絕造成的影響相對輕微，是5次大滅絕中最弱的。一些研究顯示，1/3的科是在此時期滅絕的。其中海洋生物有20％的科滅絕，陸地上大多數非恐龍類的古蜥目、獸孔目爬行動物和一些大型兩棲動物都滅絕了。還有研究認為，在三疊紀末期至少有兩次滅絕時期，相隔1200—1700萬年。但不論是單一的大滅絕還是幾個連續稍小的滅絕，在這一時期裡，牙形石類全部滅絕，菊石、海綿動物、頭足類動物、腕足動物、昆蟲及陸生脊椎動物中的多個門類，都走到了進化的終點。

雖然這次大滅絕的損失相對較小，但它卻騰出了許多“生態位”，為很多新物種的產生提供了有利條件，恐龍就是從此開始了它們統治大地的征程。