球石藻是海洋中的一種常見浮游植物,或許很少有人了解這類生物的存在,但正是這些肉眼根本看不見的微型生物,掌控著海洋生物的命運:它們是地球上最重要的氧氣生產(chǎn)者之一,它們也是海洋生態(tài)系統(tǒng)的重要基石。
但是,全球氣候變化卻可能對球石藻的生存造成影響。要知道,它們的骨骼是由碳酸鈣組成的,而當(dāng)人類活動排放的大量二氧化碳通過大氣進入海洋中,酸性的海水讓碳酸鈣加速溶解。
▲每一個“圓盤”都是一枚球石藻(圖片來源:Nannotax https://www.mikrotax.org/Nannotax3/)
我們想要知道,在未來的海洋環(huán)境中,這些至關(guān)重要的生物究竟會受到怎樣的影響?它們對海水酸化的承受力有多強,反過來又會對海洋產(chǎn)生什么影響?
要預(yù)測未來,一個思路是從歷史尋找答案。地球歷史上發(fā)生過多次全球變暖事件,此前的化石記錄顯示,在全球變暖期間,球石藻的含量明顯下降,顯示了它們受到氣候變暖與海洋酸化的嚴(yán)重影響。
但是,最新一期《科學(xué)》雜志的封面卻提出了全新的觀點:球石藻并不是消失了,而是如同“幽靈”一般藏在了其他化石的表面。這些以往始終被忽視的球石藻化石告訴我們,它們比我們想象得更能抵御氣候變化的影響,這一發(fā)現(xiàn)也將幫助我們理解未來的海洋生態(tài)。
球石藻雖然體型微小,但在當(dāng)今海洋中的含量極其豐富。死后,它們的鈣質(zhì)外殼沉入海底、堆積形成巖石。該團隊研究的是地球歷史上的3次變暖事件(分別在侏羅紀(jì)與白堊紀(jì))。此前的古生物研究中,科學(xué)家在這些時期的巖石記錄里很難找到球石藻化石,因此他們認為球石藻群落在酸化的海水中崩潰了。
但最新研究卻在花粉等有機物化石中,發(fā)現(xiàn)了球石藻留下的印記。
“這些‘幽靈’化石的保持條件令人印象深刻,”論文作者之一,倫敦大學(xué)學(xué)院的Paul Bown教授說,“它們的尺寸非常小,直徑只有5微米,還不到人類頭發(fā)直徑的十分之一。雖然這些球石藻自身早已被溶解,但它們在花粉上壓出的印記細節(jié)卻清晰可見。”
這些“幽靈”化石是海底的沉積物在轉(zhuǎn)變?yōu)閹r石時形成的,上方沉積物的壓力將球石藻壓入花粉、孢子等有機物的表面,隨后巖石內(nèi)的酸性海水溶解了球石藻,但它們在有機物表面的印痕卻留了下來。
根據(jù)最新研究,在這3次變暖事件中,球石藻含量豐富、種類多樣。這類“幽靈”化石或許在地質(zhì)記錄中十分常見,但由于保存方式過于出乎意料,因此它們總是被忽視了。
另一位論文作者,瑞典自然歷史博物館的Vivi Vajda教授說:“通常,當(dāng)古生物學(xué)家找不到球石藻化石時,他們會認為這些浮游植物群落已經(jīng)崩潰。但這些‘幽靈’化石告訴我們,化石記錄有時會欺騙我們。還有我們意想不到的方式可以保存這些鈣質(zhì)浮游生物。”
浮游生物在酸性海水中比想象中更頑強,這樣的結(jié)論對海洋會產(chǎn)生怎樣的影響?
研究人員表示,在歷史上的變暖事件中,海水底部會出現(xiàn)“死區(qū)”:這里的氧氣濃度很低,造成大量海洋生物死亡。而根據(jù)這項研究的最新結(jié)論,浮游生物在這些時期依然大量繁殖,它們死后沉入海底、需要消耗大量底部的氧氣。因此,海洋“死區(qū)”很可能比想象中的更加普遍。這不免令我們擔(dān)憂:隨著全球變暖的持續(xù),海洋深處的生命或許將面臨異常嚴(yán)苛的生存條件……
參考資料:
[1] Sam M。 Slater et al。, Global record of “ghost” nannofossils reveals plankton resilience to high CO2 and warming。 Science (2022) DOI: 10.1126/science.abm7330
[2] Discovery of ‘ghost’ fossils reveals plankton resilience to past global warming events。 Retrieved May 19, 2022 from https://www.eurekalert.org/news-releases/952860
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