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存在了4亿多年的鲨鱼,竟有一段不为人知的历史?!

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文汇报 2021-06-17 07:58
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鲨鱼一直是敏捷、凶猛的代名词,实际上它们还有一种不可忽视的特点,那就是古老。这类食肉海洋动物在海洋中已经存在了4亿多年,它们甚至比最古老的化石森林还要古老。

这类动物经历了多次大灭绝的考验。6600万年前最著名的白垩纪-古近纪灭绝事件,让恐龙走下了地球霸主之位,甚至将它们中的绝大多数从这个星球上抹去了,而鲨鱼数量在这场灭绝中下降了约30%到40%。

在那之后,鲨鱼享受了约4500万年的海洋统治时期,即使是在古新世-始新世极热事件中,也就是约5600万年前全球二氧化碳水平突然激增的一段特殊时期,鲨鱼仍然在这样的大气动荡中畅游海洋,没有遇到太多麻烦。

然而近期,科学家在研究海底沉积物时,却意外地揭开了一段之前从未被发现的历史。

约1900万年前,这种海洋捕食者的数量骤然下降最多达九成,形态多样性下降超过70%。这段鲨鱼历史的篇章是首次被发现,而它背后的原因还不得而知。

鲨鱼身体的大部分是软骨,软骨其实很难变成化石留存下来。

但对古生物学家来说“幸运”的是,鲨鱼的皮肤上覆盖着一层微小的鳞片,也被称为盾鳞。每一片盾鳞只有人类毛发那么宽。但这些盾鳞和鲨鱼的牙齿一样,都是由生物磷灰石构成,这种物质很容易保存在沉积物中,从而留下鲨鱼生存的痕迹。

研究人员早先在北太平洋和南太平洋两片广阔海域的海底采集到了红黏土沉积物样本。为了更好地了解自然背景变率,也就是自然系统的“正常”动荡,研究人员仔细检查了沉积物岩心中鱼类牙齿和鲨鱼盾鳞的微化石数量,他们计划制作一份长达数千万年的鱼类和鲨鱼丰度记录,从而弄清这些种群的长期变化。

研究人员回忆,起初,他们其实并没有期待那种超乎想象的结果。从约6600万年前白垩纪-古近纪灭绝事件,到约1900万年前的这段时间里,沉积物中鱼类牙齿和鲨鱼盾鳞的比例几乎一直稳定在5:1左右。

但一个出乎意料的转折出现在了约1900万年前的这一时期。

研究团队估计,在约10万年里,甚至可能是更短的时间内,这一比例发生了巨大变化,它骤然成了约100:1。换句话说,大量盾鳞突然消失了。

▲研究人员将盾鳞化石分为两种主要类型,一种表面具有明显的线性条纹(左),另外一种则具有各种各样的几何形状(右)。| 图片来源:E.C. Sibert & L.D. Rubin / Science (2021)

在盾鳞骤然消失的同时,盾鳞形状的丰富性也发生了显著变化。

研究人员将发现的盾鳞化石分为两种主要类型,一种表面具有明显的线性条纹。大多数现代鲨鱼的盾鳞也是如此,这种线性条纹可能会提高游动的效率。另一种盾鳞则没有这种条纹,但具有各种各样的几何形状。在1900万年前的灭绝事件之后,具有几何形状的盾鳞基本就从沉积物中消失了。

根据盾鳞化石估计,开放水域的鲨鱼丰度在这一时期下降了约90%,而形态多样性的损失也达到了约70%。

这种惊人的下降水平几乎达到了白垩纪-古近纪大灭绝期间鲨鱼经历的两倍。这次灭绝事件似乎是“有选择性”的,几何形状的盾鳞几乎消失殆尽。开放水域的鲨鱼死亡数量可能比沿海水域的数量更高。

更令人不解的是,在这一时期,科学家尚未发现明显的气候灾难或者生态系统的破坏。换句话说,在这段时间里,地球历史上似乎也没有任何重大变化。但这种肉食动物却被彻底改变了。

这项研究代表着,海洋生态系统在一个以前被认为不起眼的时期发生了重大变化,它带来了更多谜团等待被揭开。

参与研究的科学家提到,以往各种灭绝事件的发现,导致了一波又一波的新研究,让人们逐渐了解灭绝的原因,以及它对全球生态系统的影响和扰动。

一些科学家相信,这项研究可能会引发一场“竞赛”,让人们更了解这一时期及其对现代生态系统的影响,还有鲨鱼多样性崩塌的原因。

比如,进一步的研究可能会证实鲨鱼的大规模消失是否导致了剩余的鲨鱼种群改变它们的栖息地偏好,避开开放水域。更多研究也可能有助于解释为什么鲨鱼数量在这次灭绝事件之后再也没有恢复到之前的水平。

他们同样相信,这个古老的历史谜团仍然具有重要的现代意义。

在过去50年里,由于海洋暖化和人类的过度捕捞,海洋中的鲨鱼数量同样在经历着急速下降。鲨鱼和其他顶级海洋捕食者的数量下降,会带来深刻、复杂且不可逆转的生态后果。

编辑:李晨琰

责任编辑:顾军

来源:原理

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