二叠纪-三叠纪和三叠纪-侏罗纪边界等事件重置了生命的轨迹
1. 大规模灭绝的作用
在地球 46 亿年的历史中，生命经历了数次 大规模灭绝 危机，全球相当一部分物种在相对较短的地质时期内消失。这些事件：
- 排除 优势进化枝，开辟生态位。
- 扳机 幸存者之间的快速进化辐射。
- 重新定义 陆地和海洋生物的组成。
尽管 “背景消光” 持续运营（基准周转率）， 大规模灭绝 远高于正常水平，在化石记录中留下了全球性的伤痕。在公认的“五大事件”中， 二叠纪-三叠纪 是最具灾难性的，而 三叠纪-侏罗纪 过渡期也带来了大量的动物群更替。它们共同展现了地球历史是如何被深刻的生态剧变所穿插的。
2. 二叠纪-三叠纪（P-Tr）灭绝事件（约2.52亿年前）
2.1 危机的严重程度
发生在 二叠纪， 这 二叠纪-三叠纪（P-Tr） 大规模灭绝，有时被称为 “大灭绝” 被认为是已知最大的灭绝事件：
- 海洋：约 90-96% 的海洋物种消失，包括三叶虫、皱纹珊瑚和许多腕足动物等主要无脊椎动物群。
- 陆地：约 70% 的陆地脊椎动物物种消失；大量植物也灭绝。
没有其他灭绝事件达到如此严重的程度，有效地重置 古生代 生态系统，并为 中生代。
2.2 可能的原因
尽管确切的相对贡献仍存在争议，但多种因素可能汇聚在一起：
- 西伯利亚暗色岩火山活动：西伯利亚大规模玄武岩喷发释放出大量二氧化碳2， 所以2、卤素和气溶胶，导致全球变暖、海洋酸化，甚至可能导致臭氧层破坏。
- 甲烷水合物释放：海洋变暖可能使甲烷水合物变得不稳定，从而造成额外的温室效应。
- 缺氧海洋：深水停滞，加上温度升高和循环改变，导致大面积海洋缺氧或缺氧症（H2S 存在）。
- 有影响吗？：与……相比，重大影响的证据较少， e.g……，白垩纪-古近纪。有人认为是小型火流星事件，但火山活动和气候变化仍然是主要嫌疑 [1]， [2]。
2.3 后果：主龙类的崛起和三叠纪的复苏
灭绝之后，群落不得不从最低限度的多样性开始重建。传统的古生代谱系（一些合弓纲“类似哺乳动物的爬行动物”）被严重修剪，使得 主龙类 爬行动物（后来演化为恐龙、翼龙和鳄鱼）在三叠纪占据主导地位。海洋环境中出现了新的谱系（e.g., 鱼龙以及其他海洋爬行动物）以及造礁动物群的重组。这种“重置”生动地体现在化石群的突然更替中，连接了古生代和中生代的过渡。
3. 三叠纪-侏罗纪（T-J）灭绝事件（约2.01亿年前）
3.1 规模与目标群体
这 三叠纪-侏罗纪 边界灭绝事件不如 P-Tr 事件严重，但仍然相当严重，大约有 40% 至 45% 的海洋生物属和许多陆地生物群落被消灭。在海洋中，牙形石和一些大型两栖动物数量急剧下降，菊石等某些无脊椎动物谱系也经历了灭绝。在陆地上，各种主龙类群（植龙类、岩龙类、劳氏鳄类）受到严重影响，为侏罗纪恐龙的扩张扫清了道路。 [3]， [4]。
3.2 潜在原因
T–J 的主要假设包括：
- 中大西洋岩浆省（CAMP） 火山活动：盘古大陆分裂时，大范围的裂谷活动释放出大量的洪流玄武岩和温室气体。这可能导致了全球变暖、海洋酸化和其他气候异常。
- 海平面波动：地壳变化可能已经改变了浅海栖息地。
- 影响？：与K-Pg不同，T-J边界附近发生重大撞击事件的证据尚不明确。虽然不能排除小型撞击的可能性，但火山活动加上气候扰动仍然占主导地位。
3.3 恐龙崛起
在三叠纪-侏罗纪大灭绝事件摧毁了许多三叠纪主龙类谱系之后，以较小体型幸存下来的恐龙迅速多样化。早侏罗世时期，从蜥脚类到兽脚类等我们熟悉的恐龙群体经历了爆发式增长，并很快在接下来的1.35亿年里主宰了大型陆地食草动物和食肉动物的生态位，有效地确立了“爬行动物时代”全文。
4. 大规模灭绝的机制和生态后果
4.1 碳循环和气候的扰动
大规模灭绝通常与突然的 气候变化，例如温室效应、海洋缺氧或酸化。火山二氧化碳2 或水合物产生的甲烷会加速全球变暖，降低海洋中氧气的溶解度，并导致海洋无脊椎动物遭受损害。陆地上则会出现高温压力和生态系统崩溃。这种剧烈的环境变化使物种超出了其承受极限，引发了连锁灭绝。
4.2 生态系统崩溃与恢复
关键物种、珊瑚礁系统或重要生产者的破坏可能导致“灾害动物群”是指由机会主义或适应力强的物种主导的短命群落。在数万年到数百万年的时间里，新的谱系会适应或辐射到空置的生态位，这使得大规模灭绝具有双重作用：灾难性的生物多样性丧失，以及随之而来的进化革新。P-Tr之后的祖龙和T-J之后的恐龙就是这种反弹的典型例子。
4.3 多米诺骨牌效应和食物网
大规模灭绝凸显了 食物网 是相互关联的：某些初级生产者的崩溃（e.g……（光合浮游生物）会导致更高营养级的生物挨饿，加剧物种灭绝。在陆地上，主要食草动物种群的消失会波及到捕食者。每一次事件都表明，当关键参数超出正常范围时，整个生态系统可能会迅速崩溃。
5. 化石记录中的模式：识别大规模灭绝
5.1 边界层位和生物地层学
地质学家通过以下方式确定大规模灭绝 边界视界 在大量化石物种突然消失的岩层中。对于P-Tr，一种独特的“边界粘土”，其同位素碳位移异常（δ十三C）和全球范围内化石多样性的突变。T-J边界同样揭示了独特的地球化学信号（碳同位素偏移）和化石周转。
5.2 地球化学标志物
同位素异常 （C、O、S同位素）， 微量元素 （例如 K–Pg 的 Ir 异常），或 沉积物成分 （黑色页岩表明缺氧）可以证实环境剧变。在 P-Tr 边界，较大的负δ十三C 的变化表明 CO2/CH4 注入大气。在T-J地区，CAMP火山活动可能以玄武岩流和匹配的气候信号的形式留下了地球化学足迹。
5.3 正在进行的辩论和修订的时间表
持续的古生物学野外工作不断完善着每次灭绝事件的确切时间、速度和选择性。对于P-Tr时期，一些人认为灭绝事件是多次脉冲式的，而非单一的灾难性时刻。对于T-J时期，区分渐进式灭绝和突发性边界事件是一个活跃的研究领域。随着每个新的化石遗址或测年技术的改进，我们的理解也在不断演变。
6. 进化遗产：动物群更替
6.1 二叠纪-三叠纪至三叠纪
P-Tr 大灭绝结束了古生代的主导地位（e.g、三叶虫、许多合弓纲动物、某些珊瑚）并为以下方面铺平了道路：
- 主龙类优势：通往恐龙、翼龙、鳄系主龙类。
- 海洋爬行动物辐射：鱼龙、幻龙、后期的蛇颈龙。
- 现代造礁生物群：石珊瑚、棘皮动物、新的双壳类优势。
6.2 三叠纪-侏罗纪至中生代“中期”
在T-J边界事件中，大型三叠纪镶踝类动物和其他主龙类逐渐衰落，而恐龙则成为陆地上的主要动物，最终形成了著名的侏罗纪-白垩纪恐龙群。海洋生态系统也发生了重组，菊石、现代珊瑚科和新的鱼类谱系不断繁衍生息。侏罗纪和白垩纪恐龙的“黄金时代”由此拉开帷幕。
6.3 未来灭绝洞察
研究这些古代灾难有助于了解生命如何应对 人为的 气候危机或其他现代破坏。地球的深远历史表明 大规模灭绝 是非同寻常却又反复出现的现象——每一次都会留下改变的生物景观。它凸显了生命的韧性和脆弱性。
7. 结论
这 二叠纪-三叠纪 和 三叠纪-侏罗纪 边界灭绝从根本上 重置 地球生命的进程，摧毁了整个谱系，并促成了新分支的兴起——尤其是恐龙。虽然P-Tr事件是迄今为止最具破坏性的事件，但T-J灭绝事件在清除三叠纪竞争对手方面也同样至关重要，它释放了 恐龙 每一次大规模灭绝事件都体现了它们如何成为进化史的转折点，它们推动了连续的辐射，并塑造了未来数百万年地球的生物群。
即使在今天，古生物学家和地质学家仍在不断完善细节——这些危机的诱因、生态系统如何瓦解以及幸存者如何适应。通过解开这些古代灭绝事件的叙事，我们获得了关于生命的脆弱性和韧性、地质学和生物学相互作用以及地球动态历史中持续不断的毁灭与更新循环的重要教训。
参考文献及延伸阅读
- 欧文，DH（2006）。 灭绝：2.5亿年前地球生命如何濒临灭绝。 普林斯顿大学出版社。
- Shen, SZ 等人 (2011)。 “校准二叠纪末期大规模灭绝。” 科学， 334，1367–1372。
- 本顿，MJ（2003）。 生命濒临灭绝：有史以来最大的物种灭绝。 泰晤士河 & 哈德森。
- 坦纳，左手，卢卡斯，得分后卫， &查普曼，MG（2004年）。 “评估晚三叠世灭绝的记录和原因。” 地球科学评论， 65，103–139。