二叠纪-三叠纪菊石灭绝存在选择性

近日，我校地学院2018级博士生代旭为第一作者的研究论文 “Morphological selectivity of ­­the Permian-Triassic ammonoid mass extinction”在地质学国际著名期刊《Geology》上发表，通讯作者为宋海军教授。

二叠纪-三叠纪之交（距今约2.52亿年）发生了显生宙最大的一次生物灭绝事件。菊石是古生代海洋中常见的游泳动物，在这次灭绝事件中遭受了严重的打击，多样性急剧下降，古地理结构也发生了明显改变。前人研究认为菊石的形态多样性在这次灭绝中并没有明显下降，说明菊石的灭绝不具有选择性，即不同形态类型的菊石灭绝率不存在明显差异。

该团队通过多年的野外和室内研究，发现在灭绝线上下的菊石形态具有显著的差异（图 1），这与前人的研究结果有矛盾。为了解决这一矛盾，该团队对全球晚二叠世长兴期和早三叠世格里斯巴赫期共127种菊石的形态进行编码。利用非参数多维矩阵度量方法，基于欧氏距离和Gower距离对这些菊石的形态特征矩阵进行形态分析。

图 1  晚二叠世长兴期和早三叠世早期常见的菊石类型及其形态特征

研究结果发现：1. 菊石的形态多样性在二叠纪-三叠纪之交生物大灭绝中出现了严重下降；2. 菊石在这次灭绝中表现出明显的形态选择性，即弱壳饰的菊石更容易残存；3. 灭绝后新生的菊石也具有弱壳饰的特点 (图 2)。为了进一步验证菊石形态选择性灭绝这一结论的可靠性，作者对比了零模型（即随机灭绝）的结果和实际的化石记录，发现实际化石记录和零模型具有显著差异（p = 0.031）。因而进一步证实了形态选择性灭绝模式的可靠性。

图 2   二叠纪-三叠纪之交菊石形态空间的演变

该研究表明形态选择性灭绝是大灭绝事件中一种重要形式，至少在部分生物类别上是存在的。这为我们进一步探索其他生物灭绝事件（包括当今面临的第六次生物大灭绝）提供了启示。形态选择性灭绝背后的驱动机制还未能给出肯定的答案，需要开展进一步的研究。

该研究得到国家自然科学基金、国家重点研发计划、中科院先导项目等项目资助。

论文信息：

Title: Morphological selectivity of the Permian-Triassic ammonoid mass extinction.

Authors: Dai, X., Korn, D., Song, H*

Source: Geology, JUNE 03, 2021

DOI: 10.1130/G48788.1

论文链接：

https://pubs.geoscienceworld.org/gsa/geology/article/doi/10.1130/G48788.1/600700/Morphological-selectivity-of-the-Permian-Triassic?searchresult=1