新发现:化石植物中的防晒霜化学物质揭示紫外线辐射在大规模灭绝事件中发挥了作用
最新研究发现,保存在2.5亿年前岩石中的花粉含有类似防晒霜的化合物,这些化合物是植物产生的,用于保护它们免受有害的紫外线(UV-B)辐射。这些发现表明,UV-B的脉冲在结束二叠纪大规模物种灭绝事件中起到了重要作用。
来自英国诺丁汉大学、中国、德国和英国的科学家,由南京地质古生物研究所的刘峰教授领导,已经开发出一种新方法,能够检测化石花粉颗粒中植物的防晒霜化学物质。该研究今天发表在《科学进展》杂志上。
二叠纪末期灭绝事件(2.5亿年前)是五次大规模灭绝事件中最严重的一次,海洋和陆地物种损失约80%。这种灾难性的生物多样性丧失是对一场由覆盖现代西伯利亚大部分地区的大陆规模火山爆发引发的古气候紧急状态的响应。火山活动导致封存在地球内部的大量碳释放到大气中,产生大规模温室效应。伴随着这次全球变暖事件的发生,地球的臭氧层发生崩溃。支持这个理论的证据在于异常孢子和花粉颗粒的丰富存在,这些证据表明接收到了致突变的紫外线辐射。
诺丁汉大学的Barry Lomax教授解释说:“植物需要阳光进行光合作用,但需要保护自己,尤其是它们的花粉免受有害的UV-B辐射影响。为了做到这一点,植物将花粉颗粒的外壁加载有类似防晒霜的化合物,以保护容易受伤的细胞,确保成功的繁殖。”
刘峰教授补充说:“我们已经开发了一种方法,可以检测从西藏收集的化石花粉颗粒中的这些酚类化合物,并在那些在灭绝期间和火山活动高峰期产生的颗粒中检测到了更高的浓度。”
UV-B水平升高可能会对整个地球系统产生甚至更深远和更持久的影响。最近的模拟研究表明,UV-B压力升高会降低植物生物量和陆地碳储存量,从而加剧全球变暖。酚类化合物的增加浓度还使植物组织不那么容易消化,使恶劣环境对食草动物更具挑战性。
总结了研究结果的牛津布鲁克斯大学的Wes Fraser博士表示:“如此大规模的火山活动对地球系统的所有方面产生影响,从大气中化学变化的直接影响,到碳封存速率的变化,再到降低动物可用的营养食物来源量。”