冈瓦纳大陆的秘密：揭开3.9亿年前的海洋之谜

在中泥盆纪早期，冈瓦纳大陆是南极洲一片温暖的水下陆地，是现已灭绝的马尔维诺克斯豪斯人的家园。 一项新的研究表明，这些物种的减少与海平面和温度的变化有关。 它们的灭绝可能是由于海洋屏障被破坏和生活在温暖水域的物种涌入导致极地生态系统不可逆转的崩溃。 南美洲也观察到了类似的模式，这凸显了极地地区对环境变化的持久敏感性。

在中泥盆世早期，位于南极附近的一大片陆地地区称为冈瓦纳大陆，包括今天的非洲、南美洲和南极洲的部分地区。 与我们今天看到的寒冷环境相比，当时的气候要温暖得多，而且大部分地形都被海平面上升所淹没。

Malvinoxhusan 的生物体之谜

Malvinoxhosan 生物是一群在冷水中繁衍生息的海洋动物。 其中包括各种类型的牡蛎，其中许多现已灭绝。 “近两个世纪以来，这些动物的起源和消失一直是个谜，”本·克拉克博士说。

研究人员收集并分析了大量化石数据。 他们使用先进的数据分析技术根据古代岩层中发现的化石类型对它们进行分类。 想象一下，这就像对蛋糕层进行排序，每层都包含不同的成分。

简化图显示了中泥盆世早期南部非洲海平面和环境变化与生物多样性之间的关系。 图片来源：GENUS：DSI-NRF 古生物学卓越中心

然后他们识别出至少 7 到 8 个不同的层，随着时间的推移，每个层显示的海洋动物种类越来越少。 然后将这些结果与环境和海平面的变化以及那个古代时期的全球温度记录进行比较。 他们发现这些海洋动物的数量经历了几个阶段的下降 分类这与海平面和气候的变化有关。 这是一个艰难的过程。

“这项研究已经酝酿了大约 12 到 15 年，这并不是一个轻松的旅程，”Ben Clark 博士说。 “只有通过毅力和毅力，我才能克服所有不同的挑战。”

关于适应海洋生物的理论

他们的研究表明，马尔维诺克斯霍桑生物体在全球长期变冷的情况下得以生存。 本·克拉克博士解释说：“我们认为，较冷的条件允许形成海洋热障——本质上是两极附近的洋流——这将这些动物隔离开来，并导致它们的专业化。”

随着气候再次变暖，这些动物消失了。 它们已被更适应温暖水域的通用海洋物种所取代。 中泥盆世早期海平面的变化可能破坏了自然海洋屏障，使南极洲的海水变得更加寒冷。

所包含的图像是在南非发现的常见无脊椎动物化石。 从左顺时针方向：Australospivir 和 Australocoelia 的腕足动物壳层、三叶虫 Eldredgia、Repidothris 的腕足动物壳层和蛇类层。 中心是一个记录于 Burmeisteria 的三瓣物体。 图片来源：本·克拉克和哈珀之后的地理重建（2023），卡梅伦·本·克拉克和约翰·阿尔蒙德拍摄的化石照片。 图片来源：GENUS：DSI-NRF 古生物学卓越中心

这使得温暖的海水能够从靠近赤道的地区流入，为在温暖条件下繁衍生息的海洋动物迁徙到这些地区铺平了道路。 结果，这些暖水物种逐渐占据主导地位，导致专门生活在冷水中的海洋动物群减少和消失。

对极地生态系统的影响

马尔维诺克斯豪桑生物的灭绝导致极地生态系统彻底崩溃，这些地区的生物多样性从未恢复。

本·克拉克博士补充道：“这表明极地环境和生态系统的功能完全崩溃，以至于永远无法恢复。”

他将这种搜索比作玩《妙探寻凶》游戏。

“这是一个3.9亿年前的谋杀之谜。我们现在知道，海平面和温度变化的综合影响很可能是这次灭绝事件背后的‘铁证’。目前尚不清楚这次灭绝事件是否可以联系起来。”由于在中泥盆世早期其他地方同时发生了灭绝事件，研究人员根本没有任何好的年龄结论。谜团越来越深，而且还远未结束。

有趣的是，在南美洲也观察到了由海平面变化控制的生物多样性的类似下降。 这表明在此期间影响南极地区的环境变化范围更广，并强调了极地生态系统的脆弱性，即使在过去也是如此。

“当我们考虑当今面临的生物多样性危机时，这项研究非常重要，”本·克拉克博士说。 “它证明了极地环境和生态系统对海平面和温度变化的敏感性。不幸的是，发生的任何变化都是永久性的。”

参考文献：“南非 Malfenoxhosan (Malfenokafrik) 生物区的兴衰：早期中泥盆世南极生物波动的证据”，作者：Cameron R. Ben Clarke 和 David A. T. Harper，2023 年 10 月 13 日， 地球科学评论。
doi：10.1016/j.earscirev.2023.104595

该研究由 GENUS：DSI-NRF 古生物学卓越中心、国家研究基金会和 Leverhulme Trust 资助。