树根的进化可能导致了物种的大规模灭绝

IUPUI领导的一项研究发现证据表明，3亿多年前树根的进化通过与现代海洋和湖泊污染相同的化学过程引发了大规模灭绝事件。

　　

   

   

科学家们在格陵兰岛东部的Ymer岛收集岩石样本，这是对泥盆纪湖底化学组成进行深入分析的几个地点之一。    

IUPUI的科学家和英国的同事领导的一项研究表明，在3亿多年前的泥盆纪时期，树根的进化可能引发了一系列的大规模灭绝，震动了地球的海洋。

关于地球史前时期异常动荡的新观点的证据发表在《美国地质学会公报》上，这是地质学领域最古老、最受尊敬的出版物之一。这项研究是由Gabriel Filippelli领导的，他是IUPUI理学院地球科学的首席教授，马修·斯玛特是他实验室的博士生，当时他正在进行这项研究。

Filippelli说:“我们的分析表明，树根的进化可能使过去的海洋充满了过量的营养，导致藻类大量生长。这些快速和破坏性的藻类繁盛会耗尽海洋中的大部分氧气，引发灾难性的大规模灭绝事件。”

泥盆纪发生在4.19亿到3.58亿年前，在陆地上的生命进化之前，以大规模灭绝事件而闻名，据估计，在此期间，地球上近70%的生命都灭绝了。

研究中概述的这个过程在科学上被称为富营养化，它与现代的现象非常相似，尽管规模较小，但目前在五大湖和墨西哥湾助长了广泛的“死区”，因为化肥和其他农业径流产生的过量营养物质引发了大量藻类繁殖，消耗了水中所有的氧气。

不同之处在于，这些过去的事件很可能是由树根推动的，树根在生长时期从土地中吸收养分，然后在腐烂时期突然将它们倾倒到地球的水中。

Filippelli说，这一理论是基于新证据和现有证据的结合。

基于对来自古代湖床的石质沉积物的化学分析——它们的残留物在全球各地都存在，包括研究中使用的来自格陵兰岛和苏格兰东北海岸的样本——研究人员能够确认之前发现的磷的高低水平循环，磷是地球上所有生命都存在的一种化学元素。

他们还能够根据根系生长引起的“风化”或土壤形成的迹象来识别干湿循环，风化程度高表明根系多的湿循环，风化程度低表明根系少的干循环。

最重要的是，研究小组发现干旱周期与磷含量较高相吻合，这表明在这些时期，死亡的根系将营养物质释放到地球的水中。

斯玛特说:“要窥探3.7亿年前的历史并不容易。但岩石有很长的记忆，在地球上仍然有一些地方，你可以用化学作为显微镜来解开古代世界的奥秘。”

根据磷循环发生的同时，第一个树根的进化-一个特征古羊齿属它也是第一种长叶并长到30英尺高的植物——研究人员能够确定树根的腐烂是泥盆纪灭绝事件背后的主要嫌疑人。

Filippelli说，幸运的是，现代树木不会造成类似的破坏，因为大自然已经进化出了平衡腐烂木材影响的系统。与覆盖在古代地球上的那层薄薄的泥土相比，现代土壤的深度也保留了更多的营养物质。

但研究揭示的动态揭示了地球海洋生物面临的其他新威胁。该研究的作者指出，其他人提出的论点是，来自化肥、粪便和其他有机废物(如污水)的污染已使地球的海洋处于“缺氧的边缘”，或完全缺乏氧气。

Filippelli说:“这些对古代自然事件造成的灾难性后果的新见解可能是对今天人类活动产生的类似情况的后果的警告。”

Enhanced terrestrial nutrient release during the Devonian emergence and expansion of forests: Evidence from lacustrine phosphorus and geochemical records