化石花粉防晒霜证明臭氧消耗在最大规模灭绝中的作用

中国科学院南京地质古生物研究所(NIGPAS)刘锋教授带领的中、德、英科学家发现，保存在2.5亿年前岩石中的花粉中含有丰富的化合物像防晒霜，但是由植物产生的，以保护自己免受有害的紫外线 (UV-B) 辐射。

这些化合物的存在表明，UV-B 脉冲在二叠纪末期大灭绝事件中发挥了重要作用。

该研究于 1 月 6 日发表在《科学进展》杂志上。

二叠纪末期生物大灭绝事件(2.5 亿年前)是五次生物大灭绝事件中最严重的一次，约 80% 的海洋和陆地物种消失。这种生物多样性的灾难性丧失是由覆盖现代西伯利亚大部分地区的大陆级火山活动引发的古气候紧急情况造成的。火山活动驱使锁在地球内部的大量碳释放到大气中，从而产生大规模的温室效应。

伴随这一全球变暖事件而来的是地球臭氧层的崩溃。对这一理论的支持来自畸形孢子和花粉粒的大量出现，这证明了诱变紫外线辐射的涌入。

植物需要阳光来进行光合作用，但也需要保护自己，尤其是它们的花粉免受 UV-B 辐射的有害影响。“要做到这一点，植物会在花粉粒的外壁上加载类似防晒霜的化合物，以保护脆弱的细胞以确保成功繁殖。如果没有‘防晒’化合物，森林可能会被灭菌，导致陆地生态系统崩溃， ”诺丁汉大学的 Barry Lomax 教授说。

“我们已经开发出一种方法来检测从西藏南部回收的化石花粉粒(Alisporites 型)中的这些酚类化合物，并检测到在二叠纪末期大灭绝和火山活动高峰期产生的这些花粉中的浓度要高得多，”刘教授说。

研究人员发现，在最近的二叠纪沉积物中，吸收 UV-B 的化合物 (UAC) 的增加与汞浓度的峰值和碳同位素的减少同时发生，这表明大规模火山喷发、全球碳-和汞循环扰动，以及臭氧层破坏。

升高的 UV-B 水平对整个地球系统产生了深远而持久的影响。最近的模型研究表明，UV-B 胁迫的升高会降低植物生物量和陆地碳储存量，从而加剧全球变暖。

此外，酚类化合物浓度的增加也使植物组织不易消化，使恶劣的环境对食草动物更具挑战性。

“如此灾难性规模的火山活动影响着地球系统的方方面面，从大气中的直接化学变化，通过碳固存率的变化，到减少动物可获得的营养食物来源的数量，”牛津大学的 Wes Fraser 博士说。布鲁克斯大学。