大滅絕後生態恢復的潛力 - 貴陽生物群

生物的演化速度能有多快？這一直都是科學家很好奇的問題，尤其當演化速度牽扯到滅絕事件後，生物填補生態空缺所需的時間時，這個問題就又更顯得重要了。

地球自古生代開始之後總共出現過五次大滅絕事件，其中第三次大滅絕，發生在約2億5千190萬年前的二疊紀—三疊紀滅絕事件 Permian–Triassic extinction event 簡稱P-Tr 是最嚴重的一次。在這一次滅絕事件中海洋生物至少有80%以上的物種徹底滅絕，由於整個生態系統被破壞的徹底，所以在過去研究人員通常認為海洋生物要花費極為漫長的時間才能復原到原本的生態多樣性，而這個時間被定為1000萬年。

在後續的挖掘中，人們發現了幾個物種豐富的海洋生態化石點，這些化石的年代最早可以追溯到大滅絕發生後的300萬年，因此關於動物演化速度與生態填補的能力評估，這幾年都一直在調整。

貴陽生物群

而在2023年一支研究團隊發表了他們的研究成果，他們於2015年在貴州省發現了一個異常完好且保存大量物種的特異埋藏化石庫：貴陽生物群 Guiyang Biota。

貴陽生物群所在地點 Dai, X et al.(2023)

此前研究對P-Tr的年齡估計判斷其發生在約2億5千190萬年前。這次貴陽生物群研究人員則使用三種定年方式來確定其所屬年代。首先是碳同位素化學地層學定年，其結果顯示該生物群的年代在三疊紀早三疊世印度期的晚期，隨後再使用牙形石與菊石的生物帶定年再次得到相同的結果，最後研究人員使用鈾鉛定年法，做精準定位。最終得出的結果是貴陽生物群的存在時間在2億5千零83萬年前，至2億5千零72萬年前。

也就是說貴陽生物群距離二疊紀大滅絕僅過去一百多萬年的時間而已，這項結果顯然是具有顛覆性的，生物的演化速度顯然超出原先認知上的好幾倍，也說明生態系統的韌性比以往認知的還要更強大。

物種介紹

貴陽生物群從2015年發掘至今已經發現十幾個類群40幾種的動物，其中包含硬骨魚、軟骨魚、海綿動物、腹足類、雙殼類、節肢動物、放射蟲、有孔蟲等類群。

這些物種的化石大部分都被壓成二維狀態保存，不過有部分硬骨魚跟菊石還保有三維結構。除了生物化石以外，貴陽生物群還保有糞便化石，這對於未來研究其生態系統將發揮重要的作用。

糞便化石內含的消化物遺骸，可以幫助研究人員判斷糞便的主人生前吃了哪些食物。

貴陽生物群保存有大量的魚類和甲殼類的化石，魚類的部分軟骨魚有弓鯊目Hybodontiformes。硬骨魚則有肉鰭魚類的腔棘魚目Coelacanthiformes兩種，牠們的體型是該生態系統中最大的，化石個體的體長估計至少都有50公分，甚至有的能到一公尺。至於輻鰭魚類目前則鑑別出至少六個目的十幾種物種。甲殼類部分則以蝦蟹類、介形蟲等為代表，其中龍蝦的化石更是目前發現最早的紀錄。

貴陽生物群的魚類化石 Dai, X et al.(2023)

除了上述魚類與甲殼類以外，軟體動物門也是貴陽生物群裡重要的組成部分，目前已經發現了兩種菊石以及四種雙殼貝類。

另外還有一些孤立的海綿動物骨針化石、一種放射蟲、七種有孔蟲以及三種牙形石。

貴陽生物群的無脊椎動物化石 Dai, X et al.(2023)

生態系統

雖然目前尚未在當地發現藻類化石，不過有鑑於其屬於生產者，因此可以默認存在，如此研究人員也就架構出一個完整的生態系統了。

首先是藻類的生產者，接著是有孔蟲、放射蟲和海綿動物組成的初級消費者，然後更上一層的是雙殼類的次級消費者，再來是菊石和蝦蟹類組成更上一級的次級消費者，然後就是以腔棘魚為代表的各類掠食性魚類組成頂級掠食者，最後則是牙形石的分解者地位。

如此貴陽生物群在粗分之下便有六層的生態位階，如果將其他如運動模式、攝食策略等都考量進去，那將會得到一個更複雜多樣的生態系統。

貴陽生物群的生態復原圖、生態層級、與其他三疊紀生物群的比較 Dai, X et al.(2023)

除此之外貴陽生物群在早三疊世處於赤道的位置，而在過往早三疊世的赤道地區魚類化石紀錄一直是空缺的，此次的發現填補了空缺，亦說明了當時的赤道高溫區尚在魚類的耐受範圍，這對於研究古氣候與生物之間的交互作用提供了重要的材料。

結論

雖然貴陽生物群做為目前所發現最接近二疊紀大滅絕的中生代生物群，但其生態多樣性與結構與更晚的海洋生態系統已經幾乎沒有差別了，甚至還要更複雜。這表明一個剛經歷大滅絕的生態系統，其重建速率遠高於過去的認知。

總體而言，貴陽生物群的發現對於了解生物演化速率、生態系統重建、現代海洋系統起源與早三疊世古地理等都有著重要且積極的意義。

作者：白稜

參考資料：

Dai, X., Davies, J. H. F. L., Yuan, Z., Brayard, A., Ovtcharova, M., Xu, G., Liu, X., Smith, C. P. A., Schweitzer, C. E.; Li, M., Perrot, M. G., Jiang, S., Miao, L., Cao, Y., Yan, J., Bai, R., Wang, F., Guo, W., Song, H., Tian, L., Dal Corso, J., Liu, Y., Chu, D., Song, H. (2023). A Mesozoic fossil lagerstätte from 250.8 million years ago shows a modern-type marine ecosystem. Science