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在小行星撞击地球后,破坏的环境是如何慢慢恢复的? 第1页

  

user avatar   090811mario 网友的相关建议: 
      

小行星撞击后的一百万年

十年

·你想不到,生命的恢复能有多迅速。

海洋里,在希克苏鲁伯陨石坑钻出的岩芯中,显示大灭绝初期依旧保存着许多几毫米的生物遗迹化石,这意味着在撞击发生几年后,海底就出现了穴居生物。或许是依靠沉入海底的有机物维持生活,又或许是凭借运气,总之,蠕虫一般的小动物很快就从撞击事件中缓过来了。

陆地上,烧死的、冻死的、饿死的……灰尘还遮蔽了天空,幸存者们似乎还没缓过神来,腐生生物已开始大量激增,不断分解动植物尸体以吸收营养,这是属于真菌的繁盛十年(fungal spike)。

待尘埃飘落,阳光重现,真菌盛宴就迅速散场,K-Pg边界也只有几毫米的地层能证实这段历史。

——

十年到一千年

·蕨类世界

一缕阳光穿过黑夜,落在这片空旷的不毛之地,先锋植物出现。

植物若想在恶劣的自然条件中发芽、扎根、繁衍生息,则需要选择孢子。因为孢子量大、体积小,随风飘散,落到哪,哪就是家;而种子植物涉及到授粉和动物传播,灾难后的世界无法满足。

于是,占据优势的孢子植物——蕨类植物发疯似地生长,数量飙升,成为生态系统重要组成部分,这就是“蕨类植物高峰”(fern spike)时期。化石记录也引证了这一现象,在K-Pg边界的地层中蕨类孢子相对丰度高达60%以上,这是一个蕨类的世界。

在这里,你偶尔能看到几只老鼠般大小的哺乳动物在蕨叶丛中探头、寻找小虫子,以及几株孤零零的开花植物。用不了多久,这番景象就会被新生命更替。

因为蕨类植物身为生态恢复的先驱分子,在抹去地球第一道伤疤后,很容易被后来的种群排挤掉,所以高分辨率辐射定年和沉积速率计算显示:“蕨类植物高峰”事件的持续时间非常短,大约几十年到一千年,随后蕨类植物的相对丰度便也开始下降。

——

十万年

·棕榈森林

气温骤升5.1℃(22.6±3.5℃),生物们感觉暖和了些许——那是印度的德干火山在持续喷发,二氧化碳在大气中累积,温暖了小行星撞击寒冬,为顽强不息的生命进一步扩大栖息地。

第一个生命复苏高峰要来了

蕨叶丛中冒出一棵棵棕榈树,遮蔽了阳光,迫使蕨类植物褪去野蛮生长,最终棕榈树连成一片森林。这片多样性很低的棕榈森林不久后也将被取代,但它们把树桩、叶片、花朵和花粉粒永远留在了科罗拉多州的地层里。

伴随棕榈林的蔓延,哺乳动物到多样性增加了一倍,体型也恢复到接近大灭绝前的水平。此时,你能看到在森林觅食的不再是“小老鼠”,而是浣熊般大小的Baioconodon (约6kg),以及林间各类蓄势待发的开花植物。

——

三十~五十万年

·果仁时期

过去三十万年里,开花植物偷偷发育,多样性稳步增加,如今终于足以打破不平衡的生态系统——以蕨类和棕榈科植物为主的低多样性森林渐渐消失,营养丰富的胡桃科植物出现了,同时也经历了一个小升温。

伴随植物群落的变化,哺乳动物的饮食也发生了一个显著变化,从主要的杂食性/食虫性趋于植食性,并演化出更大的前臼齿来啃食胡桃科植物的果仁,不断获取丰富的能量。同时,恐龙的消失也为体型更大、更多样化的哺乳动物打开了大门。

就这样,在胡桃科植物激增和大型肉食性动物消失的环境下,哺乳类边啃果仁边填补恐龙留下的生态位,多样性翻至三倍。而其它一些动物的恢复速度显然要比哺乳类慢,因为它们只是重新占据了自己在灭绝前占据的生态位。

所以,你在森林里既能看见浣熊般大小的Loxolophus,又能看体重达到25kgCarsioptychus整体水平已远超大灭绝前夕

反过来,动物的演化也促进了植物的生长。早期胡桃科植物的果实较小,带有薄翅状附属物,依靠风力播种;现在果实较大且无翅,这意味着在蕨类世界不敢奢望的动物播种,此时已经随处可见。

——

七十万年

·蛋白质时期

在小行星撞击地球后70万年的北美地层里(6535万年前),保存着一个豆荚一片叶子,是北美迄今为止最古老的豆科植物化石。这不仅意味着植物群落进一步多样化,也意味着哺乳动物进一步飞跃,以及生态系统恢复接近尾声。

豆科植物富含蛋白质,能为哺乳动物提供新的高热量食物来源,进一步提高哺乳动物的体型和多样性。所以,这时你能看见两种大型植食性哺乳动物,水豚般大小的Taeniolabis(34 kg),狼一般体型的Eoconodon(48 kg),它们的体重比小行星撞击事件中幸存的哺乳动物增加了100倍

同样,这期间也有一个变暖趋势。由于在每一个变暖期,都伴随着动植物的变化,所以很可能是气候推动了大灭绝后的生态恢复进度。

最后,你是否还记得70万年前深海陨石坑里的穴居生物,这会儿,它们已经形成一个成熟的、多层次的大型底栖动物群落

这真是一场,来得突然,恢复得快的大灭绝。

(*以上主要基于北美洲的哺乳类化石序列,因受地理限制,各地区灭绝和恢复模式有差异)




  

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