文 | 《中國科學(xué)報》記者 沈春蕾

(資料圖)

三疊紀末（約2億年前）生物大滅絕事件是地質(zhì)歷史上五大生物集群滅絕事件之一。但恐龍卻幸運地避過了這一劫難，并稱霸侏羅紀和白堊紀世界。

那么，造成三疊紀末陸地生物大滅絕的原因是什么？恐龍為什么能在這場天災(zāi)中得以生存，并于災(zāi)后迅速發(fā)展呢？

與我們印象中恐龍“光禿禿”的外表不同，最新研究發(fā)現(xiàn)，恐龍?zhí)焐陀杏鹈?。這些羽毛具有保溫功能，讓恐龍可以適應(yīng)極地寒冷的氣候，躲過了三疊紀末火山冬天，并迅速占據(jù)侏羅紀生態(tài)主位。這一成果由中國科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所（以下簡稱南京古生物所）與美國哥倫比亞大學(xué)等機構(gòu)合作完成，7月2日發(fā)表于Science Advances。

在“北極”發(fā)現(xiàn)恐龍腳印化石

一切起源于一批“不合時宜”的恐龍腳印化石。

晚三疊世（2.3億～2億年前）至早侏羅世早期是地球歷史上典型的溫室時期，地球兩極不存在冰川，森林覆蓋一直到達當(dāng)時的潘吉亞大陸南北兩極。

在這項研究中，科研團隊不僅將這一時期準(zhǔn)噶爾盆地的古緯度，由先前通常認為的北緯40度左右重新校正至約北緯71度，并且首次在深湖相泥巖中發(fā)現(xiàn)了冰筏沉積。

準(zhǔn)噶爾盆地保存冰伐沉積和恐龍腳印的湖相地層（南京古生物供圖）

論文作者之一、南京古生物所助理研究員房亞男告訴《中國科學(xué)報》，冰筏沉積的發(fā)現(xiàn)指示，即使在兩極無冰川的溫室地球時期，極地也存在氣溫低于零度的季節(jié)性結(jié)冰。

“特別巧合的是，在準(zhǔn)噶爾盆地晚三疊世至早侏羅世湖沼相泥巖中，我們也發(fā)現(xiàn)了保存精美的恐龍腳印化石。這表明晚三疊世至早侏羅世恐龍生活于極地地區(qū)，并適應(yīng)極地季節(jié)性的嚴寒氣候。”房亞男說。

恐龍腳?。暇┕派锕﹫D）

恐龍?zhí)焐杏鹈?，不怕?/strong>

為什么恐龍能夠抵御嚴寒存活下來呢？

論文通訊作者、南京古生物所研究員沙金庚介紹：“我們根據(jù)系統(tǒng)發(fā)育支架法推斷，恐龍?zhí)焐哂杏鹈?，但是這些羽毛明顯不是用于飛翔的。此外，恐龍的羽毛結(jié)構(gòu)和可以飛行的翼龍的羽毛結(jié)構(gòu)相似，我們進而可以推斷整個鳥跎類都天生具有羽毛。”

研究團隊認為，這些原始的羽毛最可能的用途是用于恐龍的保溫。這一點或許可以解釋不同種類的恐龍在不同緯度的分布區(qū)別。

沙金庚說：“在三疊紀末，我們發(fā)現(xiàn)低緯度地區(qū)以食草和食肉性的擬鱷亞目（大型初龍）為主，缺少食草性的恐龍。”

與之相對的是，在中、高緯度地區(qū)，食草性的擬鱷亞目明顯少于食草性的恐龍。

對此，沙金庚解釋道，具有保溫功能的原始羽毛確保了食草性恐龍能夠抵御中、高緯度的冷冬，進而獨享中、高緯度豐富且穩(wěn)定的植物資源。而沒有羽毛保溫的擬鱷亞目因無法抵御中、高緯度的冷冬而無法生存。

晚三疊世準(zhǔn)噶爾盆地古地理位置及恐龍分布圖（南京古生物所供圖）

陸地生物大滅絕，恐龍稱霸

三疊紀末生物大滅絕事件的主要原因是中央大西洋超級火成巖省的噴發(fā)。

超級火山噴發(fā)釋放的大量二氧化碳導(dǎo)致的全球升溫、海洋酸化和缺氧等，一直被認為是造成海洋生物滅絕的原因。而“保溫”為什么成為了恐龍幸存的秘訣？

研究團隊認為，超級火山噴發(fā)首先造成的火山冬天，是陸地生物滅絕的首要因素。

什么是火山冬天？

沙金庚解釋道，火山冬天是指由于火山噴發(fā)釋放的大量火山灰和氣溶膠等阻擋日照輻射，從而造成地球表面溫度驟降?；鹕蕉斐掷m(xù)時間較短，一般為幾年到幾十年間，很難直接記錄于沉積物中。

“數(shù)值模擬可以證明，三疊紀末中央大西洋超級火成巖省的噴發(fā)造成了嚴重的火山冬天。”沙金庚告訴《中國科學(xué)報》。

“如果是升溫，陸地生物會由低緯度遷移至高緯度。然而三疊紀末生物大滅絕事件后，陸地四足動物包括恐龍卻由高緯度遷移至低緯度，原本低緯度地區(qū)的擬鱷類恐龍滅絕了。”沙金庚表示，“在此基礎(chǔ)上，我們推斷是火山冬天的‘冷’造成了陸地生物大滅絕，而非傳統(tǒng)觀點認為的‘熱’。”

此時，具有能保溫功能的羽毛、且早已適應(yīng)極地嚴寒的恐龍，幸運地存活了下來。

恐龍嘴里叼著一個基干哺乳動物，背景是中央大西洋超級火成巖省在潘吉亞大陸赤道地區(qū)的噴發(fā)，赤道地區(qū)因火山冬天下起鵝毛大雪（Larry Felder繪制）

之后的故事，科學(xué)家都已經(jīng)知道了。

在三疊紀末生物大滅絕事件后，恐龍體積迅速增加，地理分布范圍迅速擴張。比如，蜥腳類恐龍從晚三疊世的中、高緯度地區(qū)擴張到低緯度地區(qū)，鳥臀目恐龍首次出現(xiàn)，獸腳類恐龍的體積增加了近20%，恐龍總數(shù)量增加了近一倍。

從此，恐龍開啟了長達1.3億年的地球陸地霸主時代。

相關(guān)論文信息：

https://doi.org/10.1126/sciadv.abo6342