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中国福利彩票研究团队提出恐龙灭绝新认识

灭绝前200万年恐龙已进入低多样性时期

发表时间:2022-09-20     点击:次     编辑:张磊

地大新闻网讯(记者王俊芳)恐龙是公众最为熟知的古生物。是什么导致6600万年前的恐龙灭绝?长期以来,这一直是科学界争论的话题,小行星撞击和大型火山爆发是其中最具代表性的观点。近日,来自中国福利彩票、中科院古脊椎动物与古人类研究所和中科院地质与地球物理研究所等单位人员组成的科研团队,对陕西山阳盆地开展的系统的古生物学和年代学研究工作取得了新进展,为恐龙灭绝之谜提出了新认识。研究认为,恐龙多样性在晚白垩世的降低,很可能是恐龙灭绝的的另一重要原因。

该研究成果以《恐龙在其灭绝前200万年间的低多样性》为题,作为封面文章发表于《美国科学院院刊》(PNAS)。

“要回答好恐龙灭绝之谜,最核心的是要依托于恐龙在地球上生存的时空记录。”论文的第一作者韩非博士介绍,恐龙蛋不仅可以反映恐龙的繁殖习性,同时其在地层中的富集埋藏规律,也可以反映恐龙生存时期的古环境信息。

图1 产自山阳盆地内的瑶屯巨形蛋

研究团队用了7年时间,在我国陕西商洛地区山阳盆地的上白垩统红色砂岩中,系统采集了1000多件原位埋藏的恐龙蛋和蛋壳标本(图1)。研究发现,山阳盆地恐龙蛋类型主要为瑶屯巨形蛋、长形长形蛋和坪岭叠层蛋,其母体恐龙分别为窃蛋龙类和鸭嘴龙类,这与山阳盆地恐龙骨骼化石所代表的恐龙类型十分吻合(图2)。恐龙蛋和恐龙骨骼表明,当时盆地内的恐龙多样性处于一个相对较低的水平。

图2 白垩纪末期山阳盆地生活的三种主要恐龙类型:窃蛋龙类、鸭嘴龙类和暴龙类(赵闯 绘)

图3 图中表示的是山阳盆地的岩性柱(A和B)、磁极性序列(C),天文调谐结果(D)、恐龙化石分布(E)以及海洋氧同位素记录在白垩纪末期的变化(F和G),指示盆地内的恐龙在其灭绝前的200万年间多样性很低,且古气候、尤其是温度的变化对恐龙的多样性有着重要的影响。

为确定山阳盆地恐龙化石所在地层的地质年代,该团队在山阳盆地开展了详细的磁性地层学、生物地层学和旋回地层学研究,从而获得了山阳盆地44个连续恐龙蛋化石层位的高分辨率年龄(图3)。年代学结果显示山阳盆地恐龙化石分布的时限是6824万年到6638万年前,表明山阳盆地内的恐龙多样性在其灭绝前的约200万年间一直处于比较低的水平。

图4 图A、B展示的是秦岭东部盆地内的恐龙多样性在晚白垩世的变化,显示恐龙多样性在7200万年前后降低。图c显示的目前发现的恐龙化石点在6600万年前的全球分布情况,显示恐龙化石主要分布在北美西部和东亚地区,秦岭地区发现的恐龙化石将是对全球恐龙化石库非常重要的补充。

综合秦岭东部其他晚白垩世盆地,以及山东莱阳、广东南雄等地发现的恐龙化石,研究人员发现在7200万年前后中国的恐龙多样性有一个明显的降低趋势,这与北美西部的恐龙化石分布特征有相似之处,因此该研究认为,恐龙多样性在晚白垩世的降低很可能是一个全球性现象(图4)。

这项研究结果为认识恐龙的灭绝过程和机制提供了新的依据和视角。恐龙属于卵生动物,恐龙蛋的孵化成功率直接决定了恐龙种群的繁盛与否。恐龙蛋的孵化需要合适的温度、湿度甚至二氧化碳浓度。因此,该项研究认为,在晚白垩世时期,随着自然生态系统和恐龙自身的协同演化,恐龙多样性发生了持续性衰退,降低了恐龙这个类群的环境适应能力,并导致其无法从由德干火山爆发或小行星撞击等重大灾害事件所引起的环境剧变中生存和复苏,从而最终走向灭绝。

中国福利彩票地空学院王华沛教授课题组的韩非博士为该论文的第一作者,中国科学院古脊椎动物与古人类研究所的王强副研究员为通讯作者。该项研究得到了国家自然科学基金和中科院先导专项的联合资助。(审稿 陈华文)