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古生物学家研究化石花粉粒中“防晒霜”含量变化
2.5亿年前生物大灭绝直接证据被发现
2.52亿年前，约81%的海洋物种、89%的陆地物种在二叠纪末大灭绝中永远消失。其主要原因被认为是大规模火山喷发导致的环境变化，但仍缺乏环境因素影响陆地生态系统的直接证据。近日，中国科学院南京地质古生物研究所研究员刘锋与英国、德国同行等合作，通过研究该时期化石花粉粒中“防晒霜”含量的变化，发现臭氧层破坏导致二叠纪末陆地生物大灭绝的直接证据，研究成果已在线发表于国际学术期刊《科学进展》。
科学家普遍认为二叠纪末期西伯利亚大火成岩省的喷发造成全球温室气体增加、全球变暖及海洋酸化可能是引起大灭绝的主要诱因。这些环境因素是如何影响陆地生态系统的？目前仍有很多争论。该时期化石花粉粒中“防晒霜”含量的不正常变化引起了科学家们的注意。
花粉粒中的“防晒霜”是何物？刘锋告诉记者，植物体进行光合作用从而获得生长能量，同时又要避免阳光中有害的紫外线对植物体中遗传信息的破坏，尤其是对植物生殖细胞——孢子和花粉的威胁。对此，陆生植物开始“自我进化”，在孢子和花粉的外壁形成大量化合物香豆酸和阿魏酸，拥有了“防晒”功能。
“现代植物学家已经观察到植物体可以根据周围紫外线辐射环境，自动调节其生殖细胞外壁‘防晒霜’的含量。”刘锋说，理论上我们可以通过测定孢子和花粉中“防晒霜”的含量，反推地质历史时期大气紫外线辐射强度。
研究团队运用傅里叶变换红外光谱，对产自我国西藏南部二叠—三叠纪过渡剖面的1011粒阿里型花粉中的香豆酸和阿魏酸进行了定量测量，发现在二叠纪末大灭绝期间地层中花粉外壁的香豆酸和阿魏酸含量明显高于灭绝前后化石花粉中该化合物的含量，直接证明了二叠纪末期大灭绝期间存在全球紫外线辐射增加的现象。同时，通过对剖面地层的有机碳同位素和汞的浓度进行分析，发现这两个指标的异常波动与化石花粉中出现大量香豆酸和阿魏酸的层位基本相当，进一步确认了研究结论。
“二叠纪末期的陆地上的大灭绝其实是温室气体增加和紫外线辐射增强相互叠加引起的。如今地球上温室气体仍在不断增加，我们需要注意紫外线辐射强度，避免两者叠加，造成生态灾难。”刘锋说。
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