2.52 億年前的二疊紀末期發生了地球生命顯生宙最大的滅絕事件。大滅絕之后陸地生態系統花費多長時間才恢復？陸地生物又是如何恢復的？
近日，以中國地質大學（武漢）生物地質與環境地質國家重點實驗室教授陳中強團隊為主，聯合來自美國加州科學院、英國布里斯托大學、美國密蘇里科技大學和中國科學院古脊椎動物與古人類研究所研究人員組成的國際研究團隊，首次利用數學模擬研究發現，二疊紀末大滅絕之后的陸地生態系統需要一千多萬年的時間才能恢復，并揭秘了該階段生物復蘇的過程。相關成果近日在線發表于《英國皇家學會會刊》。
地球歷史中曾發生過幾次摧毀生態系統的大滅絕事件，其中包括廣為人知的、將恐龍滅絕的白堊紀末大滅絕事件。在這次關于二疊紀末大滅絕的研究中，研究團隊首次發現，2.52億年大滅絕比其它滅絕事件對陸地生態系統來得更具破壞性。幾乎每20個物種中就有19個遭受滅絕，僅有5%物種存活下來，生態系統也被摧毀殆盡，意味著生態系統需要重新建立。
為了復原生態系統災后重建的具體過程，論文第一作者、中國地質大學（武漢）生物地質與環境地質國家重點實驗室博士黃元耕首次運用國際最先進的生態系統數學模擬技術，重建了二疊紀至三疊紀時期14個古群落的食物鏈網絡。這些化石古群落采集自我國新疆北部地區，記錄了生物對大滅絕事件的反饋過程。黃元耕說：“通過研究生物化石的形態功能、牙齒、胃容物和糞便化石，我們可以知道不同生物之間的捕食關系。這對我們建立準確的古食物網十分重要”。
古食物網由植物、軟體動物、生活在湖泊中的昆蟲、魚類、兩棲類和四足動物構成。這些四足動物小到蜥蜴類、大到巨型植食性動物，其中也包含兇猛的魔龍類，以及具有鋒利牙齒的掠食者。當這些動物在二疊紀末生態危機中滅絕后，接下來的一千萬年間，沒有生物接替它們的位置，從而形成了極不穩定、脆弱的陸地生態系統。此后，恐龍和哺乳動物在三疊紀晚期開始出現。最早的恐龍體型很小，約一米長，主要以昆蟲為食，但之后它們體型迅速變大，分化出肉食性和植食性物種。
文章通訊作者陳中強表示，這是令人興奮的成果。在此之前，科學家可以描述古食物網，但很難定量測試它們的穩定性。中國西北地區良好的地質剖面與化石記錄，以及先進的計算技術讓他們可以像研究現代食物網一樣，對古食物網進行深入研究，這些研究可為未來的生態系統管理提供一些啟示。
相關論文信息：https://doi.org/10.1098/rspb.2021.0148
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