发布网友 发布时间:2023-10-13 18:40
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白垩纪-第三纪灭绝事件造成了大量生物灭绝(见左图,白垩纪-第三纪灭绝事件的灭绝强度在K与Pg之间)
颗石藻(Coccolithophore)与软体动物(包含菊石亚纲、厚壳蛤、水生蜗牛、蚌),还有以上述硬壳动物维生的动物,在这次灭绝事件中灭亡,或遭受严重打击。例如,沧龙类被认为以菊石为食,这群海生爬行动物在白垩纪-第三纪灭绝事件中灭亡。
杂食性、食虫性、以及食腐动物在这次灭绝事件中存活,可能因为它们的食性较多变化。白垩纪末期似乎没有完全的草食性或肉食性哺乳动物。哺乳动物与鸟类借由以昆虫、蚯蚓、蜗牛…等动物为食,而在K-T事件中存活,而这些动物则以死亡的植物与动物为食。科学家假设,这些生物以生物的有机碎屑为生,因此得以在这次植物群崩溃的灭绝事件存活。
在河流生物群落中,只有少数动物灭亡;因为河流生物群落多以自陆地冲刷下来的生物有机碎屑为生,较少直接以活的植物为生。海洋也有类似的状况,但较为复杂。生存在浮游带的动物,所受到的影响远比生存在海床的动物还大。生存在浮游带的动物几乎以活的浮游植物为生,而生存在海床的动物,则以生物的有机碎屑为食,或者可转换成以生物的有机碎屑为食。
在这次灭绝事件存活下来的生物中,最大型的陆地动物是鳄鱼与离龙目,是半水生动物,并可以生物碎屑为生。现代鳄鱼可以食腐为生,并可长达数月未进食;幼年鳄鱼的体型小,成长速度慢,在头几年多以无脊椎动物、死亡的生物为食。这些特性可能是鳄鱼能够存活过白垩纪末灭绝事件的关键。
在灭绝事件过后,造成许多空缺的生态位,生态系统花了长时间才恢复原本的多样性。
微生物群
在钙质微型浮游生物的化石记录中,白垩纪末灭绝事件是最大规模的集体灭绝之一;钙质微型浮游生物形成的钙质沉积层,也是白垩纪的名称来源。这次灭绝事件对钙质微型浮游生物的影响,只有到种的程度。根据统计分析,这段时间的海洋生物物种数量降低,多是因为迅速的灭亡,而非物种形成的减少。由于微生物的化石记录多由囊胞所构成,而不是所有的甲藻门(Dinoflagellate)都具有囊胞,因此K-T界线时期的甲藻类化石记录并不明确,造成相关研究的差异。2004年的一个研究,则认为当时的甲藻类并没有发生明显变动。
最早自奥陶纪之后,放射虫(Radiolaria)一度消失于化石记录。在白垩纪/第三纪交界,可以找到少量的放射虫化石。没有证据显示当时的放射虫遭到大规模的灭绝。在古新世早期,放射虫在南极区相当繁盛,这可能因为寒冷的气候。接近46%的硅藻物种,继续存活到上古新世。这显示白垩纪末的硅藻灭绝程度并不严重,层度仅到种的程度。
自从1930年代以来,科学家已着手研究白垩纪与第三纪交接时的有孔虫门(Foraminifera)灭绝状况。 自从撞击事件可能造成白垩纪末灭绝事件的理论出现后,更多科学家研究K-T界线时的有孔虫门灭绝状况。但科学界对此的意见分为两种。
①有人认为有孔虫门主要因为这次灭绝事件而影。
②另一些人认为在白垩纪与第三纪交接时期,有孔虫门有过多次的灭绝与复原。
底栖的有孔虫类主要以生物有机碎屑为食,随者白垩纪末灭绝事件造成大量海洋生物死亡,众多的底栖有孔虫类也跟者灭亡。在海洋生态圈复原后,底栖有孔虫类的食物来源增加,物种形成也跟者增加。浮游植物在古新世早期复原,提供大型的低栖有孔虫类食物。直到灭绝事件后的数十万年,约在古新世早期,低栖生态系统才完全复原。
海生无脊椎动物
化石证据显示,在白垩纪-第三纪灭绝事件的前后,海生无脊椎动物有相当大的变化。但化石纪录的缺乏,使得无法显示出真实的灭绝比例。
介形纲(Ostracoda)是甲壳亚门的一纲,这群小型动物在马斯特里赫特阶上层相当繁盛,在多个地区留下化石纪录。一个针对介形纲化石的研究,显示介形纲在古新世时期的多样性,低于第三纪的其他时期。但到目前为止仍然无法确定介形纲的衰退,是在白垩纪末事件的之前或之后发生。
在白垩纪晚期的珊瑚纲石珊瑚目中,有接近60%的属消失,没有存活到古新世。近一步的研究显示,栖息于温暖、副热带、浅海地区的珊瑚,记有98%的种灭亡。而那些栖息于较寒冷、透光带以下、单独生长、无法形成珊瑚礁的珊瑚,受到灭绝事件的影响较小。与进行光合作用的海藻共生共存的珊瑚,则在白垩纪-第三纪灭绝事件中大量灭亡。但除了研究K-T界线到古新世地层中的珊瑚化石以外,还要参考当时的珊瑚礁生态系统变化。
在K-T界线之后,头足纲、棘皮动物、双壳纲的属数量,呈现明显的减少。而大部分的腕足动物,在白垩纪末灭绝事件中存活,并在古新世早期开始多样化。
在软体动物头足纲中,大部分的物种在这次灭绝事件灭亡,只有鹦鹉螺亚纲(以现代的鹦鹉螺为代表)与鞘亚纲(演化成现代的章鱼、鱿鱼、乌贼)存活至今。这些灭亡的物种包含独特的箭石,以及高度多样性、分布广泛且数量众多的菊石。研究人员指出鹦鹉螺亚纲产的卵较大、数量较少,是它们存活下来的重要原因。而菊石产的卵数量众多、以浮游生物方式生存,因此在白垩纪末灭绝事件中灭亡。在全球各地的菊石灭亡之后,鹦鹉螺类的外壳开始辐射演化,演化出不同的形状,构造日益复杂,与昔日的菊石类似。
在棘皮动物中,接近35%的属在这次灭绝事件中消失。其中,生存在低纬度、浅水的棘皮动物灭亡比例最高;而生存在中纬度、深海区域的棘皮动物,被影响的程度则较小。这种灭绝模式的成因可能是栖息地的消失,尤其是浅水地区的碳酸盐岩台地。
其他的无脊椎动物,例如厚壳蛤类(可形成礁的蛤蜊)与叠瓦蛤(现代扇贝的大型近亲),则在白垩纪-第三纪灭绝事件中全数灭亡。
鱼类 在K-T界线的上下地层,有大量的有颌鱼类化石,可供科学家研究这些海生脊椎动物的灭绝模式。在软骨鱼纲中,有接近80%的鲨鱼、鳐目、魟鱼的科存活过这次灭绝事件;在真骨下纲中,只有少于10%的科消失。在南极洲附近的西摩岛,化石纪录显示K-T界线的上层有大量的硬骨鱼死亡。科学家推论当时的鱼类曾经面临环境变动,而K-T事件应是这次环境变动的主因。但是,海洋与淡水环境,减轻了鱼类所遭受环境变动的影响。
陆生无脊椎动物
在北美洲的14个地点,开花植物化石被用来研究昆虫的多样性变化与灭绝比例。研究人员发现,在K-T界线前的白垩纪地层,有丰富的植物,昆虫很多样化。在古新世早期(约灭绝事件后170万年),植物群仍相当多样化,来自昆虫的采食则较少。
陆生植物
在白垩纪-第三纪灭绝事件发生时,没有广布于全球的植物可供研究。但个别地区的植物群连续状况可供研究。在北美洲,白垩纪-第三纪灭绝事件发生时有大量植物灭亡,但在该次灭绝事件发生前,已有明显的植物群变化。
在南半球的高纬度地区,例如新西兰与南极洲,植物群的物种并没有发生大量消失,但在植物的繁盛状况则有短期、剧烈的变化。在北美洲,有接近57%的植物物种灭亡。在古新世,化石记录中的蕨叶,显示蕨类开始再度兴盛,植物群开始复原。在1980年的圣海伦火山爆发后,也出现类似的蕨类复兴状况。
由于白垩纪末灭绝事件,对植物群造成整体性的破坏,当时的腐生生物大量激增,例如真菌,这些生物不需依靠光合作用,而分解死亡植物以吸收营养。真菌的繁盛只持续了数年,当大气层恢复正常后,光合作用植物(例如蕨类)开始再度生长。
两栖动物
有证据显示,两栖动物没有因为白垩纪-第三纪灭绝事件而大量灭亡,大多数成员都存活下来。数个针对蒙大拿州的蝾螈化石研究指出,七个蝾螈属中有六个属存活过这次灭绝事件。
青蛙似乎存活到古新世,只有少数种灭亡。但在化石纪录中,青蛙的科与属数量并不清楚。一个针对蒙大拿州的三个属的青蛙研究指出,它们并没有受到白垩纪末灭绝事件的影响。这些数据显示,没有两栖类的科在这次灭绝事件中灭亡,或是受到打击。原因是两栖类可在水中生存,或者在沉积物、土壤、树木中筑穴、或是在岩层中的洞存活。
非主龙类的爬行动物
在白垩纪-第三纪灭绝事件中,非主龙类的爬行动物有龟鳖目、鳞龙超目(包含现今的蛇、蜥蜴、蚓蜥)存活下来,此外还有半水生的离龙目(属于原始的主龙形下纲,消失于中新世)也幸存过这次灭绝事件。有超过80%的白垩纪乌龟,存活过这次事件。在白垩纪末,总计有六个乌龟的科,都存活到第三纪,并存活至现今。
现存的鳞龙类包含:喙头蜥目、有鳞目。在中生代早期,喙头蜥目是群相当成功的动物,而且分布广泛,但在白垩纪中期开始衰退。喙头蜥目目前仅存一属,仅存于新西兰。
现存的有鳞目包含:蜥蜴、蛇、以及蚓蜥,它们在侏罗纪占据了许多不同的生态位,并成功地存活到白垩纪。有鳞目存活过白垩纪末灭绝事件,成为现今最成功、最多样化的爬行动物,目前总计有超过6,000个种。目前未知有任何陆生有鳞目的科,在这次灭绝事件中消失,化石证据也显示它们的数量没有明显的变化。这些陆生有鳞目动物的体型小、适应性强的代谢率、以及可改变栖息环境的能力,是它们在白垩纪晚期/古新世早期幸存的原因。
非主龙类的海生爬行动物,包含沧龙类、蛇颈龙类,它们是白垩纪时的优势海生掠食动物,但在白垩纪末灭亡。
主龙类
主龙类包含两个主要演化支,镶嵌踝类主龙包含鳄鱼与其近亲,鸟颈类主龙包含翼龙目、恐龙、以及鸟类。
鳄形超目
在马斯特里赫特阶的化石纪录中,鳄形超目有10个科存在者,其中5科在K-T界线后消失,其余5科存活到古新世。这些幸存的鳄鱼大多栖息于淡水与陆地环境,唯有森林鳄科同时存活于淡水与海洋环境。由此可看出有50%的鳄鱼灭绝,而且没有大型鳄鱼存活下来,例如北美洲的恐鳄。鳄鱼在灭绝事件后大量存活的原因,可能是它们的水生生态位与穴居的生活方式,这样可以减少环境剧烈变动的影响。在2008年,Stéphane Jouve与其同事提出森林鳄科的幼年体生活于淡水环境,如同今日的海生幼年鳄鱼,所以当其他海生爬行动物灭亡时,森林鳄科仍得以继续幸存。淡水环境受到白垩纪-第三纪灭绝事件的影响,不若海洋环境来得大。
翼龙目
在马斯特里赫特阶,唯一确定存在的翼龙类是神龙翼龙科,神龙翼龙科也在灭绝事件中灭亡了。在白垩纪中期,仍有10科大型翼龙类存活者,而后逐渐衰退。较小型的翼龙类则早在马斯特里赫特阶以前就已灭亡。在马斯特里赫特阶前,已出现小型动物衰退,而大型动物更为繁盛的现象。在这个时期,新鸟亚纲开始多样化,并取代其他原始鸟类与翼龙类的生态位,这些动物之间可能出现直接的竞争,或只是新鸟亚纲占据这些消失物种的空白生态位。
大部分恐龙
许多白垩纪末灭绝事件的研究,都关注于恐龙如何灭绝。除了少数的争议研究,大部分科学家同意恐龙(不包含鸟类)在白垩纪末灭绝事件中灭绝。关于恐龙的灭绝过程分为两派意见
①第一派认为在白垩纪的最后数百万年,恐龙的多样性已出现衰退;
②第二派则认为,在最后数百万年,并没有迹象显示恐龙的衰退。
而目前科学家仍无法根据这个时期的恐龙化石,在这两派意见中做出定论。目前没有证据显示马斯特里赫特阶晚期的恐龙,有穴居、游泳、潜水等习性,所以无法减低环境变动所带来的影响。某些小型的恐龙可能会存活下来,但它们不分草食性或肉食性,都会面临植物或猎物的短缺。
近年来,关于恐龙是内温性动物的证据日渐增多,恐龙与近亲鳄鱼的不同代谢程度,有助于科学家研究它们在白垩纪末的灭绝与存活原因。鳄鱼属于冷血动物,可以连续数个月未进食;而恐龙体型接近的温血动物,需要更多的食物来源,以维持较快的代谢率。因此当K-T事件发生时,整个食物链崩溃,需要大量食物的恐龙灭亡,而鳄鱼继续存活。鸟类与哺乳类等内温性动物,可能因为体型较小而所需食物较少,加上其他因素,得以在这次灭绝事件幸存。
有数个研究人员主张,恐龙的灭绝是逐渐性的,甚至有恐龙存活到古新世。他们宣称在海尔河组的岩层中,在K-T界线的上方1.3米处,发现了恐龙化石,意味者在K-T界线后的4万年,仍有恐龙存活者。在犹他州圣胡安河的白杨山砂岩层(Ojo Alamo Sandstone),发现了鸭嘴龙类的股骨,附近有花粉。这个发现显示该种恐龙存活到第三纪,接近6450万年前,K-T界线后的100万年。如果这个发现属实,这种鸭嘴龙类将成为幸免存活的演化支。但是目前的研究显示,上述化石可能因为侵蚀作用,而被带离原本的地点,而在较年轻的沉积层中再度沉积。
鸟类
大部分古生物学家认为鸟类是唯一存活到今日的恐龙。在鸟类中,除了新鸟亚纲以外的原始鸟类在白垩纪末灭绝,包含当时相当繁盛的反鸟亚纲与黄昏鸟目。数个关于鸟类化石的研究显示,在K-T界线以前,鸟类的物种已出现多样化现象,而鸭、鸡、以及平胸鸟类的近亲已经出现,并与恐龙共同生存。许多新鸟亚纲因为能够潜水、游泳、或是在水中与沼泽寻找庇护地,因此得以在这次灭绝事件中存活。此外,许多鸟类能够逐穴,或生存在树洞或白蚁巢中,它们也存活过这次灭绝事件。这些存活下来的鸟类,在灭绝事件后占据许多恐龙的原本生态位。
哺乳动物
所有白垩纪的哺乳动物主要族系,包含:卵生的单孔目、多瘤齿兽目、有袋下纲、真兽下纲、磔齿兽超科(Dryolestoidea,原始的兽亚纲)、以及冈瓦那兽亚目(Gondwanatheria,属于异兽亚纲),都存活过白垩纪-第三纪灭绝事件,但都遭受重大损失。生存在北美洲与亚洲的原始有袋类三角齿兽超科(Deltatheroida)遭到绝种。在北美洲的海尔河组,10种多瘤齿兽目中有至少一半成员,以及11种有袋类,都遭到灭亡。
在白垩纪-第三纪灭绝事件的前3000万年,哺乳动物开始多样化。白垩纪-第三纪灭绝事件阻碍了哺乳动物的进一步多样化。目前的研究指出,尽管恐龙的消失留下大量生态位,但哺乳动物并未因此爆炸性多样化。一个研究指出,数个哺乳动物的目,在白垩纪-第三纪灭绝事件后不久开始多样化,包含翼手目(蝙蝠)、鲸偶蹄目(鲸鱼与海豚、以及偶蹄类);但另一个研究则提出不同看法,认为在白垩纪-第三纪灭绝事件后,只有有袋类开始多样化。
在K-T事件以前,哺乳动物的体型通常很小,接近老鼠的体型,使它们容易找到庇护地。此外,某些早期单孔目、有袋类、以及真兽类是半水生或穴居动物,如同许多现今哺乳动物的栖息环境。半水生或穴居哺乳动物可在白垩纪-第三纪灭绝事件造成的环境压力中找到庇护所。