據中國科學院南京地質古生物研究所7日消息，該所劉鋒研究員與英國、德國等地的同行合作，通過研究化石花粉粒中“防曬霜”含量的變化，發現臭氧層破壞是導致二疊紀末陸地生物大滅絕的直接證據。
研究成果在線發表于國際知名期刊《科學進展》(Science Advances)。
科研人員介紹，2.52億年前的二疊紀末期大滅絕事件是顯生宙最大一次滅絕事件，造成了約81%的海洋物種和89%的陸地物種滅絕，其主要原因被認為是大規模火山噴發導致的環境變化，但仍缺乏環境因素影響陸地生態系統的直接證據。
圖為本次研究的藏南曲布剖面二疊紀末期黑色頁巖。 南古所 供圖科學家們普遍認為二疊紀末期西伯利亞大火成巖省的噴發造成的全球溫室氣體增加，全球變暖以及海洋酸化可能是引起這次滅絕的主要誘因。但對于這些環境因素如何影響陸地生態系統到目前還有很多爭論。
“為了適應陸地輻射環境，陸生植物演化出了一些調控機制，以減少紫外線對植物體的傷害。”劉鋒介紹，在植物體的生殖細胞中這種機制表現為植物的孢子和花粉的外壁中含有大量功能與“防曬霜”十分相似的化合物。
這些化合物可抵抗紫外線引起的氧化作用，從而保護脆弱的孢子和花粉。因此，理論上可以通過對這些孢子和花粉中“防曬霜”含量的測定反推地質歷史時期大氣紫外線輻射強度。
該研究團隊運用傅里葉變換紅外光譜，對產自中國西藏南部的1011粒阿里型花粉中的香豆酸和阿魏酸進行了定量測量。通過大數據分析，發現在二疊紀末大滅絕期間地層中花粉外壁的香豆酸和阿魏酸含量明顯高于滅絕前后化石花粉中該化合物的含量。“防曬霜”含量的變化，證實了二疊紀末期大滅絕期間存在全球紫外線輻射增加的現象。
臭氧層破壞引起的紫外線輻射增加對陸地食物鏈的影響。 南古所 供圖劉鋒介紹，研究團隊也對剖面地層的有機碳同位素和汞的濃度進行了分析，發現這兩個指標的異常波動與化石花粉中出現大量香豆酸和阿魏酸的層位基本相當，進一步確認二疊紀末期全球紫外線輻射的增加可能是由于當時劇烈的火山活動引起的。
該研究得到國家自然科學基金委員會、第二次青藏高原科學考察與研究、中科院戰略性先導科技專項(B類)、德國研究基金會等機構的資助。(完)
