根據(jù)最新研究，我們今天所理解的海洋是由大約1.7億年前全球進(jìn)化機(jī)制轉(zhuǎn)變所形成。在此之前，生活在海洋環(huán)境中的有機(jī)體成功受到非生物因素的強(qiáng)烈控制，包括海洋化學(xué)和氣候。

然而，從侏羅紀(jì)中期開始(約1.7億年前)，諸如捕食者與獵物關(guān)系等生物因素變得越來越重要。其研究發(fā)表在《自然地球科學(xué)》上撰，這一變化與分泌碳酸鈣的浮游生物增殖以及它們隨后在海底的沉積相一致。

認(rèn)為這種浮游生物的出現(xiàn)穩(wěn)定了海洋化學(xué)成分，并為地球歷史上最顯著的海洋生物多樣性之一提供了條件。這項(xiàng)研究由普利茅斯大學(xué)地理、地球和環(huán)境科學(xué)學(xué)院、計(jì)算、電子和數(shù)學(xué)學(xué)院的學(xué)者領(lǐng)導(dǎo)，與挪威卑爾根大學(xué)和德國埃爾蘭根-紐倫堡大學(xué)的科學(xué)家合作。該研究的主要作者、博士生Kilian Eichenseer解釋了鈣化浮游生物的影響：今天，海底大片區(qū)域被相當(dāng)于白堊的物質(zhì)覆蓋，這些物質(zhì)是由微生物組成，它們?cè)谫_紀(jì)中期占據(jù)了主導(dǎo)地位。

白堊質(zhì)物質(zhì)有助于平衡海洋的酸度，有了這種平衡，生物體就不像以前那樣容易受到海洋化學(xué)短期擾動(dòng)的影響。如果海洋化學(xué)成分穩(wěn)定，那么無論貝殼的礦物學(xué)如何，它都更容易分泌。這項(xiàng)研究的目的是驗(yàn)證非生物環(huán)境，進(jìn)化重要性已經(jīng)隨著地質(zhì)時(shí)代推移而下降的假設(shè)。多細(xì)胞生物自5.4億多年前出現(xiàn)以來，在非生物和生物環(huán)境的雙重影響下進(jìn)化，但這些因素之間的平衡是如何變化，在很大程度上仍是未知的。

鈣化的貝殼提供了一個(gè)理想測(cè)試來回答這個(gè)問題，因?yàn)槲氖头浇馐?gòu)成貝殼的礦物質(zhì)）也在海洋中非生物形式形成。在研究中，作者使用了大量分泌碳酸鈣的海洋生物的全球化石記錄，其中包括40多萬份樣本，這些樣本可以追溯到公元前1萬年到大約5億年前。利用對(duì)過去溫度和海水組成的重建，作者估計(jì)了在5億年的85個(gè)地質(zhì)階段中海洋中無機(jī)形成文石和方解石的比例。通過一系列專門開發(fā)的統(tǒng)計(jì)分析，將文石-方解石海的無機(jī)模式與同期的貝殼礦物組成進(jìn)行了比較。

結(jié)果表明，直到侏羅紀(jì)中期，大約1.7億年前，分泌貝殼的海洋生物生態(tài)成功與其貝殼成分緊密相連：分泌這種對(duì)環(huán)境有利的礦物質(zhì)的生物具有進(jìn)化優(yōu)勢(shì)。然而，隨著鈣化浮游生物的增多，地球生命系統(tǒng)發(fā)生了永久性的變革，碳酸鈣的產(chǎn)生從大陸架擴(kuò)展到了開闊的海洋。這確保了嚴(yán)重氣候變化事件的進(jìn)化影響，以及由此導(dǎo)致的海洋酸化，沒有地球歷史上早期類似事件那么嚴(yán)重。古生物學(xué)講師Uwe Balthasar博士首次發(fā)表研究成果：

探索文石和方解石在海洋環(huán)境中的優(yōu)勢(shì)地位，在地球的歷史上，有幾次重大事件塑造了地球上生命的進(jìn)化，比如五次大規(guī)模物種滅絕，或者‘寒武紀(jì)大爆發(fā)’期間復(fù)雜動(dòng)物的輻射。研究發(fā)現(xiàn)，大約在1.7億年前，當(dāng)分泌碳酸鈣的浮游生物出現(xiàn)，解除了對(duì)我們不知道存在的其他海洋生物進(jìn)化的限制時(shí)，一個(gè)先前被忽視的如此重大的事件發(fā)生了。結(jié)果，海洋生物多樣性達(dá)到了前所未有的高度。

博科園｜研究/來自：普利茅斯大學(xué)

參考期刊《自然地球科學(xué)》

DOI: 10.1038/s41561-019-0392-9

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