1900萬年前,神秘事件曾導致鯊魚數量銳減

1900萬年前,神秘事件曾導致鯊魚數量銳減

一條淺海長尾鯊在菲律賓附近的水域遊弋。今天的遠洋鯊魚其實只是1900萬年前的一小部分,更多的鯊魚在一場神秘事件中滅絕了。攝影:BEARA CREATIVEM, ALAMY STOCK PHOTO

撰文:MICHAEL GRESHKO

鯊魚是自然界最偉大的倖存者之一。在4億多年時間裡,這種海洋捕食者遍佈海洋,從淺礁到遠洋中心,都可以看到它們的身影。鯊魚比最古老的化石森林年代更早,它們經歷了至少四次大滅絕。

然而,1900萬年前,一個神秘事件重創了遠洋鯊魚,它們再也沒有恢復過來。

關於這次滅絕事件的詳細記錄首次發表於《科學》雜誌,根據的是太平洋海底標本中發現的鯊魚鱗片,即“盾鱗”(denticle)。根據樣本中盾鱗的形狀和數量,研究人員估計,地球上的遠洋鯊魚種群數量突然莫名地減少了90%以上。相比之下,在6600萬年前導致非鳥類恐龍滅絕的事件中,鯊魚只少了約30%。

“鯊魚在尖叫,這裡出大事了,”研究首席著者、耶魯大學的古生物學家和海洋學家Elizabeth Sibert說:“鯊魚有著長達4億年的進化歷史,它們經歷了很多。有什麼東西會導致90%的鯊魚消失呢?”

沒人知道是什麼引發了這場滅絕,但不管發生了什麼,一定是在10萬年之內;從地質學角度來看,這只不過是一瞬間。奇怪的是,這次滅絕事件與已知的地球氣候劇變、其他遠洋捕食者的重大進化,並不匹配。

也就是說,鯊魚數量減少可能給了其他海洋生物脫穎而出的機會。滅絕事件之後的幾百萬年裡,包括金槍魚、海鳥、鯨魚和遷徙的鯊魚在內,出現了物種多樣化,形成了我們今天所看到的遠洋生態系統。

研究人員還警告說,這一發現可能預示著現當代鯊魚種群凶多吉少。根據最近發表於《自然》雜誌的一項研究,自1970年以來,遠洋白鰭鯊和鰩魚的總數減少了71%,原因是過度捕撈。如果1900萬年前,遠洋鯊魚遭受致命打擊,而且一直沒有恢復,那麼再加上人類活動的話,未來的海洋會是什麼樣呢?

“從某種意義上來說,這真切地告訴我們,面對任何突然的環境變化,這些富有魅力的頂級捕食者是多麼脆弱,”鯊魚古生物學家、瑞典烏普薩拉大學的博士候選人Mohamad Bazzi說:“這在今天有著重大影響。”他沒有參與此次研究。

鯊魚“圖書館”

幾年前,Sibert偶然發現了這一神秘滅絕事件的線索。當時,她正試圖瞭解在過去8500萬年裡,魚類(包括鯊魚)在遠洋中的生活模式。

為了找出這些大趨勢,Sibert把目光投向了地球上最重要的“圖書館”之一:深海沉積物巖芯。自1968年以來,科學家一直在進行鑽探。從本質上說,海底就像一本行星大小的歷史書。每一個沉積層中的化學物質和化石線索都記錄了地球隨時間變化的歷史,以及生命的反應。例如,這些記錄對於重建地球過去的氣候變化至關重要。

Sibert的研究重點是巖芯中較為模糊的組成部分:魚化石(ichthyoliths),這是一種微小的魚類化石,包括魚的牙齒和鯊魚的盾鱗。在魚的一生中,它們會不斷脫落和更換。透過分析這些化石在多層巖芯中的型別和總量,Sibert希望追蹤在地球近代史相當長的一段時間內,海洋生態系統的變化。

為了確保得到的是全球模式,而非區域性或區域模式,Sibert分析了兩個沉積物巖芯;它們都來自太平洋副熱帶環流,這些巨大的漩渦流在幾千萬年時間裡一直很穩定,而且海底任何地點都可能有幾百乃至幾千公里之外的動物的盾鱗和牙齒。這需要幾代人的投入。Sibert關注的巖芯是1983年在南太平洋收集的,那時她還沒有出生。

Sibert統計了鯊魚鱗片和魚類牙齒,發現在過去8500萬年裡,遠洋出現了好幾次變化。直至6600萬年前恐龍滅絕,沉積物中的每一片盾鱗都有一顆牙齒相對應。幾百萬年後,鯊魚盾鱗的比例下降了一半。

約5600萬年前,鯊魚盾鱗與牙齒的比例穩定在1:5;之後的4000萬年裡,這一比例保持穩定,直至1900萬年前,比例變成了1:100。

“沒辦法忽視這一點,”她說。

盾鱗裡的秘密

2016年,Sibert把這些觀察結果發表在《英國皇家學會會刊B輯》上,但仍有很多未知:各種鯊魚受到的影響一樣嗎?還是說,1900萬年前,只有某些型別的鱗片消失了,換言之,某些型別的鯊魚徹底滅絕了?

為了找到答案,Sibert與當時仍是緬因州巴爾港大西洋學院本科生的Leah Rubin合作。在查看了近600張現代鯊魚、鰩魚和鰩魚面板的照片,以及近1300塊化石後,Rubin找到了根據形狀和脊線,對沉積物裡的盾鱗化石進行分類的辦法。

“它們太小了,無法用肉眼觀察到任何細節……我們無法真切感受到它們的精緻華麗和錯綜複雜,”Rubin說。她現在是紐約錫拉丘茲紐約州立大學環境科學與林學學院的博士生。

Rubin和Sibert把盾鱗分類後,被眼前的結果震驚了。在不到1900萬年的樣本和更古老的沉積物中,只有30%的盾鱗重合。這意味著,很多太平洋遠洋鯊魚因為某種原因滅絕了。

更重要的是,這次滅絕對某些群體的影響似乎更嚴重一些。所謂的幾何狀盾鱗通常屬於現代物種裡遊速較慢的鯊魚,在1900萬年前就消失了,而其他型別的鱗片卻仍然存在。

不準確的記錄

這一發現無疑引發了人們對這一時期的興趣,科學界稱之為“中新世亞世早期”。現有的氣候記錄表明,當時地球氣候穩定,但科學家對此也知之甚少。

Sibert表示,683個深海沉積物巖芯的深度可達中新世早期,其中超過80%缺少這一時期的沉積物,原因未知。一方面是確鑿的化石證據,另一方面是地球不準確的記錄,完全有可能在1900萬年前,某個短期氣候事件重創了地球。

“(古代地球)研究的某些方面還很不成熟,我們有可能發現在近期時間段裡,發生了重大事件,”蘇格蘭聖安德魯斯大學的氣候科學家James Raes說。他沒有參與此次研究。

20世紀80年代,研究人員注意到,深海沉積物顯示約5500萬年前,海洋浮游生物經歷了一次大滅絕。後來,有證據證實,當時二氧化碳含量迅速增加,導致氣溫上升,地球海洋酸化。

現在,地質學家正在密切研究這一時期,即古新世-始新世最熱事件,從而更多地瞭解地球對人為造成的氣候變化會做出怎樣的反應。也許未來科學家會用同樣的方法研究中新世鯊魚滅絕事件,但需要更多資料才能解開這一謎團。

“一定發生了什麼,”Sibert說:“只是我們還不知道是什麼。”

(譯者:Sky4)

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