史前浮游生物变成掠食者以度过大规模灭绝

当太阳消失时,微小的颗石藻转向捕猎

A modern coccolith has holes that help with locomotion.

现代颗石藻有助於移动的孔洞。

摘自Samantha J. Gibbs等人在《科学进展》第6卷第44期(2020年10月30日)发表的“藻类浮游生物转变为捕猎以在白垩纪末期撞击黑暗中生存和恢复”

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6600万年前的小行星撞击不仅摧毁了恐龙,还几乎将海洋中的生命重置为简单的微生物原始汤。科学家们推测,阻止海洋生态系统完全崩溃的原因可能是有壳藻类,它们可以以其他生物为食,但仍保持光合作用的能力。这种技能将在漫长的黑暗时期内保持海洋领域复杂食物网的基础。

这种掠食性浮游生物属于一个名为颗石藻或颗石粒的铠装藻类生物家族。它们已经存在了大约2亿年,许多形式仍然作为海洋浮游生物在海洋中漂浮。但它们的生存意义尤其重大,尤其是在白垩纪末期的大灭绝之后,当时小行星撞击和野火灰烬产生的碎片遮蔽了太阳两年。生命经历了一个漫长的“撞击冬天”,当时光合作用几乎停止。

南安普顿大学古生物学家萨曼莎·吉布斯说:“海洋中的食物网以光合作用为基础,就像陆地一样,但在海洋中,光合作用是由微小的细菌和藻类进行的。”她是科学进展新研究的主要作者。颗石藻是白垩纪的这些能量转换器之一,撞击后约90%的颗石藻物种灭绝。


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吉布斯说,由于缺乏光照来满足它们的能量需求,“少数幸存物种能够转向食物捕获和摄取。” 颗石藻化石中的小孔表明幸存者拥有鞭毛,可以让他们移动和跟踪其他生物。研究人员追踪了猎食藻类在化石记录中的流行程度,并模拟了这些生物的进化,以展示它们如何能够在太阳消失后以及太阳回归时(它们再次繁殖)生存和适应。

长期以来,专家们一直想知道像颗石藻这样的利用光合作用的生物如何在没有阳光的情况下生存下来。德克萨斯大学奥斯汀分校古生物学家克里斯托弗·洛厄里说:“这是一个非常令人兴奋的发现,它在很大程度上解释了灭绝中一个明显的悖论。”他没有参与这项研究。

该模型还可以解释其他生物的变化。被称为有孔虫或有孔虫的小生物也受到了撞击的打击,但仍然存在。它们也披着铠甲,幸存下来的那些进化出了刺。洛厄里说,这些刺会与微型触手一起帮助有孔虫抓住更大的猎物,这加强了其他单细胞生物也改变了它们的摄食方式的观点。

最终,颗石藻幸存者再次开始进行光合作用,在光线返回时重振了海洋的食物网。微小而饥饿的藻类帮助拯救了海洋。

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