噴射甲烷的微生物被指責為地球最嚴重的生物大滅絕的罪魁禍首

作者:威爾·鄧納姆

華盛頓(路透社)——有時候,壞東西會以小包裝出現。

一種向地球大氣層噴射大量甲烷的微生物,在2.52億年前引發了一場全球性的災難,導致超過90%的海洋物種和70%的陸地脊椎動物滅絕。


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這是研究人員週一提出的假設,旨在解決科學界一個長期存在的謎團:二疊紀末期發生了什麼,導致了地球歷史上五次大滅絕中最嚴重的一次。

這場災難的規模使得6500萬年前導致恐龍滅絕的那次——一顆6英里寬的小行星撞擊地球——相比之下顯得像一次野餐。

涉案微生物“產甲烷八疊球菌”是單細胞生物王國的一個成員,該王國不同於細菌,被稱為古菌,它們缺乏細胞核和其他常見的細胞結構。

“我認為,二疊紀末期的大滅絕是動物生命有史以來最接近徹底滅絕的一次,而且可能已經非常接近了,”麻省理工學院的生物學家格雷格·福尼爾說,他是研究人員之一。

“許多(如果不是大多數)倖存的生物群體勉強維持了下來,只有少數物種倖存下來,許多可能是出於偶然,”福尼爾補充說。

先前關於二疊紀滅絕的觀點包括小行星撞擊和大規模火山活動。但是這些研究人員認為,需要用顯微鏡才能找到真正的罪魁禍首。

他們說,“產甲烷八疊球菌”在海洋中瘋狂生長,向地球大氣中排放了大量的甲烷。

他們補充說,這大大加熱了氣候,並透過提高酸度水平從根本上改變了海洋的化學性質,導致許多物種無法生存。

像馬蹄蟹一樣的三葉蟲和海蠍子——在海洋中生存了數億年的生物——徹底消失了。其他海洋生物群體也勉強逃脫了滅絕,包括帶有觸手和外殼的名為菊石的常見生物。

在陸地上,大多數占主導地位的似哺乳動物的爬行動物都滅絕了,只有少數譜系倖存下來,其中包括現代哺乳動物(包括人類)的祖先。

“徹底改變”

福尼爾說:“陸地脊椎動物花了長達3000萬年的時間才達到滅絕前的生物多樣性水平,此後,海洋和陸地上的生命發生了根本性的變化,由非常不同的動物群體所主導。”

第一批恐龍出現在二疊紀大滅絕之後的2000萬年。

“一個重要的觀點是,自然環境對微生物生命的進化非常敏感,”麻省理工學院地球物理學教授丹尼爾·羅斯曼說,他是發表在《美國國家科學院院刊》上的這項研究的負責人。

羅斯曼說,最好的例子是大約25億年前出現的細菌進行光合作用,這為後來動物的出現鋪平了道路,它們向地球大氣層中釋放了大量的氧氣。

如今,仍然可以在諸如油井、垃圾堆和奶牛等動物的內臟中發現“產甲烷八疊球菌”。

它在二疊紀危機之前就已經存在了。但是遺傳證據表明,透過一種被稱為“基因轉移”的過程,它在當時從另一種微生物那裡獲得了一種獨特的新特性,研究人員說。

它突然透過消耗海洋沉積物中積累的有機碳而成為甲烷的主要生產者。

如果沒有適當的礦物質營養,這種微生物就無法如此瘋狂地增殖。研究人員發現,當時在西伯利亞發生的災難性火山爆發提高了海洋中鎳的濃度,而鎳恰好有助於這種微生物的生長。

福尼爾稱火山活動為大滅絕的催化劑而不是原因——“是雷管而不是炸彈本身”。

“儘管單個微生物很小,但它們的巨大數量和普遍存在使其產生了巨大的累積影響。在地球化學層面上,它們確實在控制著地球,”他說。

研究人員說,二疊紀大滅絕在數萬年的時間內展開,而不是小行星撞擊可能引起的突然死亡。

地球上最著名的大滅絕發生在6500萬年前,當時一顆小行星撞擊地球,消滅了統治陸地的恐龍和許多海洋物種。在4.4億年前、3.65億年前和2億年前也發生了大規模的滅絕。

(威爾·鄧納姆報道;詹姆斯·達爾格利什編輯)

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