浅谈五次生物大灭绝及其原因

课本里面介绍了七次生物大灭绝，分别发生于：远古宙末、寒武纪末、奥陶纪末、晚泥盆纪弗拉斯期末、二叠纪末、三叠纪末和白垩纪末。但是现在很多资料都没有将远古宙末和寒武纪末列入生物大灭绝的范围内。

一方面，许多人认为元古代时期即远古宙末时期，埃迪卡拉动物群的消失也代表一次大规模的生物灭绝，但那时以菌藻为主，缺乏化石记录。所以这一说法还未得到真正的确认。

另一方面，一般认为，地球地质史上有六次大规模生物灭绝，第一次发生在寒武纪与奥陶纪之交，距今约5.1亿年前。多种手段绝对年龄的测定表明，埃迪卡拉动物群的年代为距今6亿8千万年至6亿2千万年。1974年，国际地质科合会将埃迪卡拉动物群确定为前寒武纪晚期的动物群。寒武纪是古生代的第一个纪，开始于距今5.42亿年，延续时间为5370万年。寒武纪是现代生物的开始阶段，是地球上现代生命开始出现、发展的时期。寒武纪常被称为“三叶虫的时代”，是显生物的开始，标志着地球生物演化史新的一幕。在寒武纪开始后的短短数百万年时间里，包括现生动物几乎所有类群祖先在内的大量多细胞生物突然出现，这一爆发式的生物演化事件被称为“寒武纪生命大爆炸”。 综上所述，寒武纪是生物大爆发而非生物大灭绝的时期。

因此，我今天着重介绍的是如下五次生物大灭绝事件：

第一次生物大灭绝

1、名称：奥陶纪—志留纪之交大灭绝

2、时间：约4.39亿年前  

3、简介：

    当时气候温和，浅海广布，世界许多地方（包括我国大部分地方）都被浅海海水掩盖。海生生物空前发展。在奥陶纪广阔的海洋中，海生无脊椎动物空前繁荣，生活着大量的各门类无脊椎动物。除寒武纪开始繁盛的类群以外，其他一些类群还得到进一步的发展，其中包括笔石、珊瑚、腕足、海百合、苔藓虫和软体动物等。 

    笔石是奥陶纪最奇特的海洋动物类群，它们自早奥陶世开始即已兴盛繁育，分布广泛。腕足动物在这一时期奥演化迅速，大部份的类群均已出现，无铰类、几丁质壳的腕足类逐渐衰退，钙质壳的有铰类则盛极一时；鹦鹉螺进入繁盛时期，它们身体巨大，是当时海洋中凶猛的肉食性动物；由于大量食肉类鹦鹉螺类的出现，为了防御，三叶虫在胸、尾长出许多针刺，以避免食肉动物的袭击或吞食。珊瑚自中奥陶世开始大量出现，复体的珊瑚虽说还较原始，但已能够形成小型的礁体。在奥陶纪晚期，约4.8亿年前，首次出现了可靠的陆生脊椎动物--淡水无颚鱼；淡水植物据推测可能在奥陶纪也已经出现。

奥陶纪末大灭绝由前、后两幕组成，其间相隔约50 万～100万年。第一幕是生活在温暖浅海或较深海域的许多生物都灭绝了，灭绝的属占当时属总数的60％～70％，灭绝种数更高达80％。第二幕是那些在第一幕灭绝事件中幸存的较冷水域的生物又遭灭顶之灾。如腕足类属的灭绝率为60%，种的灭绝率可达85%。三叶虫类在这次灭绝中元气大伤，此后再也无法恢复前期的繁荣。 

3、灭绝原因：

气候变化及其相关事件是造成这两幕生物灭绝的主要原因。当时在南半球(冈瓦纳及其边缘)发育着广阔的冰盖，当冰盖形成并达到最高峰时，全球大气和海水温度大幅度急剧下降，处于高纬度海域的浅、冷、高密度海水向下及向赤道方向迁移，从而产生了富氧和富营养的冷深水流，海洋环境发生了强烈变化，大洋水体发生翻转。冰盖形成还使全球海平面大幅度下降约50～100 米。同时，海水的碳、氧稳定也发生显著游移，水圈和大气圈中二氧化碳含量降低，引起强烈的冰室效应，使冰川继续扩大，这些事件的综合效应导致许多生活于温暖水域的生物灭绝。在50 万～100 万年的冰期内，深海里几乎没有多少生物，它们主要生存于凉(冷)水域的浅海海底，繁盛的是与少量笔石、三叶虫相伴生存的赫南特贝腕足动物群。随着冰川的快速消融，大气和海水温度迅速回升，海平面也很快回升，全球规模的海侵和缺氧事件发生了，海中有毒水体随上升洋流侵漫到陆表海域，那些凉(冷)水域中的动物几乎无处藏身，只有少量属种侥幸逃脱，幸存至志留纪，成为崭新生物群繁衍的主力军。

第二次生物大灭绝

1、名称：晚泥盆纪弗拉斯期-法门期之交大灭绝 

2、时间：约3.67亿年前 

3、简介：

泥盆纪古地理面貌较早古生代有了巨大的改变。表现为陆地面积的扩大，陆相地层的发育，生物界的面貌也发生了巨大的变革。陆生植物、鱼形动物空前发展，两栖动物开始出现，无脊椎动物的成分也显著改变。 

泥盆纪是脊椎动物飞越发展的时期，鱼类相当繁盛，各种类别的鱼都有出现，故泥盆纪被称为 “鱼类的时代”。最重要的是显示出从总鳍类演化而来的原始爬行动物——四足类（四足脊椎动物）的出现。

这次灭绝历经两个高峰，间隔100万年，古生物损失惨重。在晚泥盆世大灭绝事件中，灭绝的科占当时科总数的30％，灭绝的海生动物达70多科，其灭绝情况可能比陆生生物更为严重。这次灭绝事件的时间范围较宽，规模较大，受影响的门类也多。当时浅海的珊瑚几乎全部灭绝，深海珊瑚也部分灭绝，层孔虫几乎全部消失，竹节石全部灭亡，浮游植物的灭绝率也达90％以上，腕足动物中有三大类灭绝。

4、灭绝原因：

此次大灭绝中受影响最大的是那些生活在暖水中的物种，因此很多科学家认为造成这次大灭绝事件的原因，是一次与奥陶纪末相似的全球变冷事件。根据这一理论，晚泥盆世的大灭绝是由冈瓦纳的另一次冰川作用引发的，巴西北部这一时期的沉积物中有证据支持这一假设。此期间的彗星撞击事件曾被认为可能是这次大灭绝的诱因。

第三次生物大灭绝

1、名称：二叠纪-三叠纪之交大灭绝

2、时间：约2.5亿年前

3、简介：

二叠纪是生物界的重要演化时期。海生无脊椎动物中主要门类仍是筳，珊瑚腕足类和菊石。节肢动物的三叶虫只剩下少数代表，腹足类和双壳类有了新的发展。二叠纪末，四射珊瑚、横板珊瑚、筳类、三叶虫全都绝灭；腕足类大大减少，仅存少数类别。

　  脊椎动物在二叠纪发展到了一个新阶段。鱼类中的软骨鱼类和硬骨鱼类等有了新发展。两栖类进一步繁盛。爬行动物中的杯龙类在二叠纪有了新发展；中龙类游泳于河流或湖泊中，以巴西和南非的中龙为代表；盘龙类见于石炭纪晚期和二叠纪早期；兽孔类则是二叠纪中、晚期和三叠纪的似哺乳爬行动物，世界各地皆有发现。

    二叠纪末大灭绝是规模最大的一次生物灭绝事件，海洋中的种级生物灭绝量高达96％以上，灭绝科数占当时动物科总数的50％左右，两栖类75％的科和爬行类80％的科都灭绝了。受到影响的有许多古生代繁盛的重要生物门类，如皱纹珊瑚、床板珊瑚、三叶虫、等，均遭全军覆没;曾长期统治浅海底域的腕足动物，如长身贝目、戟贝亚目、正形贝目全部消亡，连深水海域里的放射虫等也惨遭重创。陆生植物的厄运不亚于海洋生物，不同气候带的特征植物群消亡;陆生四足动物和两栖动物也灭绝大半。

这次大灭绝使得占领海洋近 ３亿年的主要生物从此衰败并消失， 让位于新生物种类， 生态系统也获得了一次最彻底的更新，为恐龙类等爬行类动物的进化铺平了道路。 科学界普遍认为，这一大灭绝是地球历史从古生代向中生代转折的里程碑。其他各次大灭绝所引起的海洋生物种类的下降幅度都不及其１／６，也没有使生物演化进程产生如此重大的转折。

4、灭绝原因：

火山爆发说：地质研究证据显示，二叠纪末发生过大规模火山爆发。这更是证明了当时地球表面是有多个火山进行大规模的爆发。短期来说，火山爆发所释放的大量有毒气体会造成生物灭绝，而长期来说，二氧化碳类的气体则会使气候发生大变化，温度上升，造成全球性的致命后果。但经过计算，如此大规模的火山爆发会使地球温度上升5℃左右，的确会毁灭很多生物，但没有足够能力毁灭70%的陆生物种和95%的海洋物种。

陨石撞击说：虽然陨石撞击可以造成生物大毁灭，但是由于科学家至今没有找到二叠纪末期遭到陨石撞击的任何遗迹，因此这个猜想很难成立。但有些科学家认为被陨石撞击的大坑可能早以被熔岩埋没。因此很多人还没有放弃这个猜测。      

甲烷说：上世纪90年代中期格陵兰发现了大量二叠纪的沉积岩。通过研发现二叠纪的大灭绝可能并非突然发生，而是经历了8万年的历史。8万年的历史中，首先被消灭的是海洋里的小部分生物，然后陆生生物受到严重打击，最后则是海洋里的大部分生物灭绝。这是由于海底冰冻的甲烷逐渐释放出碳12，导致海洋温度上升5℃，这就足以导致生物灭绝了

一种原因不是最后的定论，这一次的大灭绝，绝对不是一个单一的原因造成的，而是多种原因共同作用的结果。

第四次生物大灭绝

1、名称：三叠纪-侏罗纪之交大灭绝

2、时间：约2.08亿年前

3、简介：

三叠纪是裸子植物的兴盛时代 。三叠纪是古生代生物群消亡后现代生物群开始形成的过渡时期。三叠纪早期植物面貌多为一些耐旱的类型，随着气候由半干热、干热向温湿转变，植物趋向繁茂，低丘缓坡则分布有和现代相似的常绿树，如松、苏铁等，而盛产于古生代的主要植物群几乎全部灭绝。

虽然三叠纪末大灭绝造成的影响相对轻微，是5次大灭绝中最弱的。一些研究显示， 1/3 的科是在此时期灭绝的。其中海洋生物有20％的科灭绝，陆地上大多数非恐龙类的古蜥目、兽孔目爬行动物和一些大型两栖动物都灭绝了。还有研究认为，在三叠纪末期至少有两次灭绝时期，相隔1200—1700万年。 但不论是单一的大灭绝还是几个连续稍小的灭绝，在这一时期里，牙形石类全部灭绝，菊石、海绵动物、头足类动物、腕足动物、昆虫及陆生脊椎动物中的多个门类，都走到了进化的终点。

虽然这次大灭绝的损失相对较小，但它却腾出了许多“生态位”，为很多新物种的产生提供了有利条件，恐龙就是从此开始了它们统治大地的征程。

4、灭绝原因：

这次大灭绝事件发生在一个气候长期变化、海平面快速波动，并伴有发生地内外灾难的背景下。晚三叠世联合古陆上许多地区出现的干旱，无疑在这次大灭绝中扮演了重要的角色，但灭绝的突然性表明干旱并非造成灭绝的直接原因。一次快速而大幅度的海退-海进旋回可能会造成海洋生物的大灭绝，海平面下降导致生境缩小，紧接着快速上升又导致海洋缺氧，但这个假说无法解释近乎同时发生的陆生生物的灭绝。有人曾用流星撞击地球来解释这场灾难，但对流星撞击所留下的陨石坑测年发现，其时间远在三叠纪-侏罗纪之前。还有人认为是中大西洋的玄武岩浆大规模喷发造成这一结果，广泛的火山喷发释放出大量气体，致使大气中二氧化碳含量迅速增加，导致全球变暖。但对古土壤的研究表明，当时二氧化碳的增加量被高估了，与火山活动有关的原因仍待进一步研究。

第五次生物大灭绝

1、名称：白垩纪-第三纪之交大灭绝

2、时间：约6500万年前

3、简介：

此次绝灭是地球历史上第二大的集群绝灭事件，而恐龙时代在此终结更使它成为最广为人知的大绝灭。据统计，在白垩纪末，生物圈有2868个属，到了第三纪初就只剩下1502个属，灭绝率达52%，种的灭绝率达85%，受影响最大的是陆地上的恐龙和海洋生物界的浮游生物，也包括一些海洋底栖生物类别。其灭绝率为：淡水生物达97%、海洋浮游微生物为58%、海洋底栖生物为51%、海洋游泳生物为30%。除了恐龙灭绝之外，曾在前4次大绝灭中都得以幸存的菊石最终还是灭绝了。而由于某种原因，某些物种却基本没有受到影响，鳄鱼、海龟、蜥蜴、哺乳动物以及鸟类都顺利渡过这场危难。恐龙及其同类的消失为哺乳动物及人类的登场提供了契机。

这真是一场大绝灭、大灾难。大绝灭的结果使得在距今6500万年这个时间的前后，地球上生物世界的面貌发生了根本性的巨变。这场大绝灭标志着中生代的结束，地球的地质历史从此进入了一个新的时代——新生代。 

4、灭绝原因：

这一次灾难来自于地外空间和火山喷发，在白垩纪末期发生的一次或多次陨星雨造成了全球生态系统的崩溃。撞击使大量的气体和灰尘进入大气层，以至于阳光不能穿透，全球温度急剧下降，这种黑云遮蔽地球长达数年之久，植物不能从阳光中获得能量， 海洋中的藻类和成片的森林逐渐死亡，食物链的基础环节被破坏了，大批的动物因饥饿而死，其中就是恐龙。

2001年，一个由美国和意大利科学家组成的研究小组，通过分析了来自意大利和突尼斯某些地区分隔白垩纪岩石层和第三纪岩石层的一种沉积岩石层（通常是粘土矿）的粘土中的氦-3同位素，进一步确认了这个观点氦-3同位素的含量反映了行星间尘埃在地球上积聚的量，作者发现在白垩纪向第三纪过度(K-T)时期的K-T层尘埃的积聚速率是恒定的，并且该事件持续了大约仅仅一万年。这些发现也提供了迄今为止一些最好的证据证明恐龙和许多其它物种是在大量撞击事件之后短时间内迅速灭绝的，而不是由于大量的火山爆发所造成的，因为后者的持续时间超过了50万年。