《科學》封面:「幽靈化石」首次現身!這項發現,關乎海洋未來

2022年05月20日11:00

  球石藻是海洋中的一種常見浮遊植物,或許很少有人瞭解這類生物的存在,但正是這些肉眼根本看不見的微型生物,掌控著海洋生物的命運:它們是地球上最重要的氧氣生產者之一,它們也是海洋生態系統的重要基石。

  但是,全球氣候變化卻可能對球石藻的生存造成影響。要知道,它們的骨骼是由碳酸鈣組成的,而當人類活動排放的大量二氧化碳通過大氣進入海洋中,酸性的海水讓碳酸鈣加速溶解。

  ▲每一個“圓盤”都是一枚球石藻(圖片來源:Nannotax https://www.mikrotax.org/Nannotax3/)

  我們想要知道,在未來的海洋環境中,這些至關重要的生物究竟會受到怎樣的影響?它們對海水酸化的承受力有多強,反過來又會對海洋產生什麼影響?

  要預測未來,一個思路是從歷史尋找答案。地球歷史上發生過多次全球變暖事件,此前的化石記錄顯示,在全球變暖期間,球石藻的含量明顯下降,顯示了它們受到氣候變暖與海洋酸化的嚴重影響。

  但是,最新一期《科學》雜誌的封面卻提出了全新的觀點:球石藻並不是消失了,而是如同“幽靈”一般藏在了其他化石的表面。這些以往始終被忽視的球石藻化石告訴我們,它們比我們想像得更能抵禦氣候變化的影響,這一發現也將幫助我們理解未來的海洋生態。

  球石藻雖然體型微小,但在當今海洋中的含量極其豐富。死後,它們的鈣質外殼沉入海底、堆積形成岩石。該團隊研究的是地球歷史上的3次變暖事件(分別在侏儸紀與白堊紀)。此前的古生物研究中,科學家在這些時期的岩石記錄里很難找到球石藻化石,因此他們認為球石藻群落在酸化的海水中崩潰了。

  但最新研究卻在花粉等有機物化石中,發現了球石藻留下的印記。

  “這些‘幽靈’化石的保持條件令人印象深刻,”論文作者之一,倫敦大學學院的Paul Bown教授說,“它們的尺寸非常小,直徑只有5微米,還不到人類頭髮直徑的十分之一。雖然這些球石藻自身早已被溶解,但它們在花粉上壓出的印記細節卻清晰可見。”

  這些“幽靈”化石是海底的沉積物在轉變為岩石時形成的,上方沉積物的壓力將球石藻壓入花粉、孢子等有機物的表面,隨後岩石內的酸性海水溶解了球石藻,但它們在有機物表面的印痕卻留了下來。

  根據最新研究,在這3次變暖事件中,球石藻含量豐富、種類多樣。這類“幽靈”化石或許在地質記錄中十分常見,但由於保存方式過於出乎意料,因此它們總是被忽視了。

  另一位論文作者,瑞典自然歷史博物館的Vivi Vajda教授說:“通常,當古生物學家找不到球石藻化石時,他們會認為這些浮遊植物群落已經崩潰。但這些‘幽靈’化石告訴我們,化石記錄有時會欺騙我們。還有我們意想不到的方式可以保存這些鈣質浮遊生物。”

  浮遊生物在酸性海水中比想像中更頑強,這樣的結論對海洋會產生怎樣的影響?

  研究人員表示,在歷史上的變暖事件中,海水底部會出現“死區”:這裏的氧氣濃度很低,造成大量海洋生物死亡。而根據這項研究的最新結論,浮遊生物在這些時期依然大量繁殖,它們死後沉入海底、需要消耗大量底部的氧氣。因此,海洋“死區”很可能比想像中的更加普遍。這不免令我們擔憂:隨著全球變暖的持續,海洋深處的生命或許將面臨異常嚴苛的生存條件……

  參考資料:

  [1] Sam M。 Slater et al。, Global record of “ghost” nannofossils reveals plankton resilience to high CO2 and warming。 Science (2022) DOI: 10.1126/science.abm7330 

  [2] Discovery of ‘ghost’ fossils reveals plankton resilience to past global warming events。 Retrieved May 19, 2022 from https://www.eurekalert.org/news-releases/952860

  本文來自藥明康德內容微信團隊

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