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研究人員從化石記錄中發(fā)現(xiàn)鯊魚曾經(jīng)歷大滅絕。圖片來源：耶魯大學(xué)

■本報(bào)記者 唐鳳

對(duì)鯊魚來說，這是一個(gè)悲傷的故事。

大約1900萬年前，在地球最大生態(tài)系統(tǒng)——海洋中，鯊魚經(jīng)歷了大規(guī)模滅絕。

但是研究人員只窺見了故事的梗概，而且仍不清楚鯊魚為何大規(guī)模死亡。不過，他們似乎預(yù)見了故事的結(jié)尾：現(xiàn)今，幸存的這些鯊魚物種似乎在重演1900萬年前的大滅絕。

6月4日刊登于《科學(xué)》的這項(xiàng)研究顯示，遠(yuǎn)古時(shí)期，海洋中出現(xiàn)了物種滅絕神秘事件。但令人困惑的是，鯊魚大滅絕似乎隱藏在一段以前并不引人注目的地質(zhì)時(shí)期。研究人員是怎么找到它的，這又意味著什么？

始于偶然

在此次大滅絕之前，鯊魚在海洋生態(tài)系統(tǒng)中扮演著比今天更重要的角色。當(dāng)時(shí)，在海洋中巡游的鯊魚數(shù)量是現(xiàn)在的10倍多。

實(shí)際上，人們對(duì)古代海洋的研究一直受到巖石記錄的限制?！斑@些巖石記錄往往局限于淺水沉積物，因此我們對(duì)遠(yuǎn)洋動(dòng)物群的海洋歷史知之甚少。”瑞士蘇黎世大學(xué)古生物博物館研究所的Catalina Pimiento和美國史密森國家自然歷史博物館的Nicholas D. Pyenson在同期發(fā)表的評(píng)論文章中寫道。

耶魯大學(xué)地球科學(xué)家Elizabeth Sibert和現(xiàn)于紐約州立大學(xué)攻讀博士的Leah Rubin決定從微小的牙齒和鱗片入手，探索遠(yuǎn)洋生物的歷史。

Sibert說：“我們幾乎是偶然發(fā)現(xiàn)了這次滅絕。”

一開始，研究人員決定利用深海沉積物中的魚類牙齒和鯊魚鱗片化石，梳理8500萬年來魚類和鯊魚豐度的數(shù)據(jù)，以便了解這些種群的長期正常變化。這些從深海沉積物鉆探巖芯（約5700米深）中提取的化石都在數(shù)千年的規(guī)模內(nèi)以良好的順序累積，雖然無法較好地顯示鯊魚的系統(tǒng)發(fā)育，但其高時(shí)間分辨率能為研究人員提供其他視角。

一個(gè)意想不到的結(jié)果出現(xiàn)了——中新世早期發(fā)生了一次未知的鯊魚大滅絕事件，它們幾乎從遠(yuǎn)洋沉積物中消失了，數(shù)量減少了90%，形態(tài)多樣性減少了70%，而且再也沒有恢復(fù)過來。這一數(shù)字是6600萬年前白堊紀(jì)—古近紀(jì)大滅絕事件中鯊魚滅絕數(shù)量的兩倍，后者導(dǎo)致地球上3/4的動(dòng)植物滅絕。

誰是兇手

而且，這種轉(zhuǎn)變?cè)诘刭|(zhì)時(shí)期上是突然發(fā)生的，甚至可能在不到10萬年里?！皬奈覀兡壳罢莆盏淖C據(jù)來看，這次滅絕是迅速的，而不是漸進(jìn)的——它僅僅發(fā)生在幾個(gè)沉積物樣本之中?！盨ibert在接受《中國科學(xué)報(bào)》采訪時(shí)表示。

Sibert提到，他們對(duì)樣本中保存的鯊魚小齒的形態(tài)變化進(jìn)行了定量分析，將南太平洋地區(qū)的798個(gè)小齒和北太平洋地區(qū)的465個(gè)小齒劃分為85種明確的形態(tài)類型，并對(duì)不完全小齒進(jìn)行了3種“全面”分類。結(jié)果發(fā)現(xiàn)在滅絕后的沉積記錄中，鯊魚并沒有出現(xiàn)新的齒狀體，表明滅絕事件后，鯊魚沒有再次多樣化。例如，幾何小齒的相對(duì)數(shù)量從滅絕前的35%下降到滅絕后的3%。

“但中新世事件可能選擇性地滅絕了棲息在遠(yuǎn)洋的鯊魚，同時(shí)至少允許一些遷徙物種生存下去。”Sibert說，“我們不知道是什么原因?qū)е铝诉@次滅絕——這是一個(gè)巨大的謎團(tuán)！”

這次突然發(fā)生的滅絕與任何已知的全球氣候事件無關(guān)，當(dāng)時(shí)并沒有已知的氣候?yàn)?zāi)難或生態(tài)系統(tǒng)破壞。而且遠(yuǎn)洋鯊魚并不是由于現(xiàn)代遠(yuǎn)洋頂級(jí)捕食者群體的進(jìn)化而逐漸滅絕的。相反，鯊魚的突然滅絕似乎發(fā)生在金槍魚、長嘴魚、海鳥、喙鯨、須鯨，甚至遷徙鯊魚繁榮之前的幾百萬年。但在鯊魚滅絕后，新捕食者們的出現(xiàn)可能抑制了遠(yuǎn)洋鯊魚再次繁榮。

“在地球歷史上，目前已知的證據(jù)顯示，這段時(shí)間沒有發(fā)生任何重大變化?！盧ubin說，“但這次滅絕完全改變了棲息在開闊海洋中的捕食者的本質(zhì)?！?/p>

歷史重演

但是，這個(gè)悲傷的故事似乎沒有終結(jié)。

“盡管今天的鯊魚主要分布在大陸架附近，但在不到半個(gè)世紀(jì)的時(shí)間里，全球海洋鯊魚的數(shù)量減少了70%以上。鯊魚多樣性的喪失與過度捕撈直接相關(guān)，而且全球海洋變暖使這一危機(jī)更加復(fù)雜化。”Pimiento和Pyenson寫道，“這場(chǎng)正在演化的危機(jī)讓人覺得似曾相識(shí)，這一次，鯊魚的減少速度比地球歷史上任何時(shí)候都要快?！?/p>

“1900萬年前發(fā)生的巨大變化改變了海洋生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，同時(shí)也打破了近4500萬年的穩(wěn)定。今天我們所做的可能會(huì)破壞1900萬年的穩(wěn)定，未來的海洋將會(huì)迥然不同?！盨ibert說。

研究人員表示，尤其令人擔(dān)憂的是，人類對(duì)鯊魚的威脅比其他海洋物種更大，而且化石記錄表明，現(xiàn)存的鯊魚在過去很長時(shí)間對(duì)滅絕有抵抗力，一些物種存活了數(shù)千萬年。鯊魚從海洋中消失也會(huì)造成深遠(yuǎn)、復(fù)雜和不可逆轉(zhuǎn)的生態(tài)后果，因?yàn)樗鼈兊拇嬖诜从沉撕Ｑ笊鷳B(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

“這篇論文有助于把目前鯊魚數(shù)量下降放在過去4000萬年的背景下。這是理解這些現(xiàn)代頂級(jí)海洋掠食者急劇減少可能產(chǎn)生的影響的至關(guān)重要的第一步。”Rubin說。

下一步，Sibert表示將從世界各地收集更多環(huán)境和古生物數(shù)據(jù)，弄清楚發(fā)生了什么，以及是否在魚類、浮游生物或陸地動(dòng)植物等其他生物群體中也出現(xiàn)了滅絕。

“這項(xiàng)工作可能引發(fā)一場(chǎng)了解這一時(shí)期的‘競(jìng)賽’，現(xiàn)代生態(tài)系統(tǒng)的崛起不僅受到影響，鯊魚多樣性大崩潰的原因也有待研究?！蔽磪⑴c該研究的耶魯大學(xué)地球科學(xué)助理教授Pincelli Hull告訴記者，“歸根結(jié)底，它代表了海洋生態(tài)系統(tǒng)在一個(gè)以前被認(rèn)為不起眼的時(shí)期發(fā)生的重大變化?！?/p>

無論如何，“全球1/4的鯊魚物種正面臨滅絕的危險(xiǎn)，所有31種現(xiàn)存海洋鯊魚的危險(xiǎn)等級(jí)都在大幅上升。遠(yuǎn)洋鯊魚群落的生態(tài)命運(yùn)現(xiàn)在掌握在我們手中?！盤imiento和Pyenson說。

相關(guān)論文信息：

https://doi.org/10.1126/science.aaz3549

https://doi.org/10.1126/science.abj2088