突破性研究凸显陆地生态系统的脆弱性

重建新墨西哥州幽灵牧场的晚三叠世生态系统。已发表的标本和保存在幽灵牧场的物种被纳入研究小组的全球生态数据集。图片来源：Viktor O. Leshyk/洛杉矶县自然历史博物馆

此外，与海洋环境相比，这些陆地环境的恢复期更长，这一发现出乎意料。这一发现对正在发生的全球生物大灭绝事件具有重要意义，而这一事件主要是由人类引起的气候变化造成的。

恐龙研究所的合著者、美国国家科学基金会博士后研究员汉克-伍利（Hank Woolley）博士说："如果你从陆地生态系统中移除大量的小动物，这些生态系统就会分崩离析，比海洋中的生态系统更容易崩溃。其次，陆地生态系统从大规模灭绝事件中恢复过来所需的时间要比海洋生态系统长。"

合作研究工作和方法

该项目由伍利和许多其他来自国家卫生研究院及其他机构的古生态学家和地质学家共同完成，是第一项深入研究三叠纪末大灭绝事件对陆地和海洋生态系统影响的有据可查的科学研究。除了伍利之外，NHM恐龙研究所的博士生保罗-伯恩（Paul Byrne）和基尔斯滕-福莫索（Kiersten Formoso，后者现在是罗格斯大学新晋的总统博士后研究员）以及博士后贝基-吴（Becky Wu）博士也与南加州大学的同事共同撰写了这项研究报告。

Kiersten Formoso 博士说："这项研究工作还结合了南加州大学和自然历史博物馆的古生物学、古生态学和地球生物学研究人员的专业知识。能有这么多跨学科的作者一起解决关于过去和自然世界的有趣问题，真是令人兴奋"。

早起侏罗世陆地生态系统的长期重组与恐龙的多样化同时发生。图片来源：洛杉矶县自然历史博物馆提供

"传统的海洋生态空间框架确实非常有效，并被广泛应用于海洋古生态学。因此，虽然有很多关于海洋生态系统在大灭绝中变化的重建，但我们从未能以同样的方式研究陆地生态系统的变化。我们希望这个新的陆地生态空间框架将为未来的研究打开一扇门，比较海洋和陆地群落如何对快速气候变化事件做出相似或不同的反应，"共同作者、现任南安普顿大学1851研究员的艾莉森-克里布博士（Dr. Alison Cribb）说。

伍利说："作为一个研究海洋和陆地生命古生物学的研究小组，我们的研究系统涵盖了从亿万年前的叠层石到恐龙，我们认为这将是一个独特的机会，可以将我们广泛的专业知识结合在一起，以一种新的方式解决一个引人入胜的紧迫课题--大灭绝。"

最早的恐龙是在2.3亿多年前的三叠纪时期首次出现并扩散的，而在2.015亿年前，一场由二氧化碳引发的灾难性全球变暖导致了三叠纪末期的大灭绝事件，约76%的海洋和陆地生物因此灭绝。大灭绝事件对海洋环境的影响已经通过创建生态空间--根据动物的进食和移动方式以及生活地点对动物进行分类的三维表示--得到了很好的研究，但这种技术从未应用于陆地生态系统。

直到现在，这种技术才被应用于陆地生态系统。

研究结果和意义

新科学家团队从古生物学数据库中整理了一千多条记录，首次建立了横跨三叠纪末大灭绝的陆地生态空间。接下来，他们对每种动物在三个轴线上的出现情况进行了分类，以了解不同类群的动物在生存方式上的代表性--例如，主要生活在树上而吃昆虫，或者在地面上捡拾大型动物的食物。研究人员随后将这一新框架与三叠纪末大灭绝的海洋生态空间进行了比较。

研究概念和发现的图示。图片来源：C. Henrik Woolley/洛杉矶县自然历史博物馆

"我们的研究结果表明，在三叠纪末大灭绝之后，陆地和海洋的恢复情况不同，陆地生态系统经历的灭绝严重程度更高，而且需要比海洋更长的时间才能恢复起某些生态作用的群体。"福莫索说："这是因为陆地生态系统中扮演这些角色的类群较少，而在海洋中，许多分类群可能在做相同或类似的事情。"

他们的发现可能会对我们的现代陆地生态系统提出严酷的警告，因为我们正在与人类造成的气候变化导致的日益严重的物种灭绝作斗争。首先，三叠纪末期的物种灭绝事件涉及火山喷发二氧化碳。研究结果的另一个启示是，任何大灭绝事件都不会对不同的生态系统产生相同的影响。陆地上的生命有明显的不同--开花植物只是三叠纪期间不存在的一类植物，但如果知道这些生态系统可能比以前想象的更加脆弱，就应该敲响警钟。

更广泛的影响和未来方向

"了解生命在过去是如何应对气候变化的，是古生物学的一个主要目标，也为我们解决现代生物多样性危机提供了洞察力和工具。然而，这需要对各种生物、生态系统和环境有详细的了解。我们在国家卫生研究院和南加州大学合作开展的古生物学项目的一个独特之处在于，它结合了一批具有跨物种、跨系统和跨时间专业知识的古生物学家--所有这些都使得像本文这样的大视野研究成为可能。因此，我们对古生物学的影响要大于古生物学家的总和！"国家哈姆雷特博物馆恐龙研究所馆长、伍利的博士和博士后导师内森-史密斯（Nathan Smith）博士说。

为这项研究开发的新框架还可以帮助科学家们更好地理解历史上的大规模灭绝。这可能包括我们正在面临的危机，并可能为更有效的缓解和保护工作提供信息。该合作项目还展示了化石和化石记录在了解恐龙世界和我们快速变化的气候方面所具有的价值。研究与收藏高级副总裁路易斯-奇亚佩博士和恐龙研究所所长格雷琴-奥古斯汀说："洛杉矶县自然历史博物馆收藏了数以百万计的化石，涵盖了整个生命史。我们的藏品非常适合解决与过去和现在的物种灭绝有关的大量问题"。

编译自/scitechdaily