◎ 科技日报记者 张晔
地球漫长的地质历史中曾发生过五次生物大灭绝事件，约在2亿年前的三叠纪末，一场突如其来的灾难导致了大量陆地生物灭绝。虽然恐龙幸运地躲过了这一劫，并在随后的侏罗纪和白垩纪称霸世界，但三叠纪末陆地生物大灭绝的成因以及恐龙幸存的原因一直是科学界关注的焦点。
近日，中国科学院南京地质古生物研究所沙金庚研究员、房亚男博士与美国学者合作，在国际知名刊物《科学进展》在线发表的一项最新研究成果，为解开这一谜团提供了新的线索。
这项研究表明，火山冬天是导致三叠纪末陆地生物大灭绝的主要原因。研究团队首次揭示恐龙的羽毛和已适应极地寒冷气候的特性，是它们在三叠纪末火山冬天中幸存并迅速崛起的原因。
研究团队绘制了一幅图，展示了赤道地区，恐龙嘴里叼着一只基干哺乳动物，背景是中央大西洋超级火成岩省在潘吉亚大陆赤道地区的喷发，赤道地区因火山冬天下起鹅毛大雪。（中科院南京地质古生物研究所供图 Larry Felder 绘制）
三叠纪：生命复苏与演化
三叠纪是中生代的第一个纪，始于距今2.52亿年，结束于2.01亿年前，延续了约5100万年。在此之前的二叠纪末生物大灭绝被称为地球历史上最大的灭绝事件，给地球生命造成了巨大的打击。生命具有顽强的复苏能力，经历了漫长的恢复过程后，三叠纪的生命呈现出勃勃生机。爬行动物和裸子植物空前壮大，特别是爬行动物演化出更趋向于现代生物的面貌，比如槽齿类、恐龙类、似哺乳爬行类动物在三叠纪快速崛起。
到了三叠纪晚期，恐龙已经成为一个种类繁多的类群，在生态系统中占据了重要地位，三叠纪也被称为“恐龙时代的黎明”。当时的恐龙并不强大，尚未称霸世界。
三叠纪末生物大灭绝：潘吉亚大陆解体与火山喷发
大自然无情的考验再次降临。大约在2亿年前的三叠纪末，地球上的盘古泛大陆解体，剧变的环境造成了新一轮生物大灭绝。这次生物大灭绝虽然是五次大灭绝中影响最弱的，但仍导致了大量海洋和陆地生物灭绝，包括海洋中的双壳类、腕足类、菊石、珊瑚、放射虫、介形类、有孔虫等，以及陆地上大多数非恐龙类的古蜥目、兽孔目爬行动物和一些大型两栖动物。
三叠纪末生物大灭绝事件对中生代生物发展具有深远的影响，特别是为恐龙时代的开启奠定了基础。
晚三叠世准噶尔盆地古地理位置及恐龙分布图。中科院南京地质古生物研究所供图
火山冬天：三叠纪末大灭绝的罪魁祸首
对于三叠纪末生物大灭绝事件的成因，长期以来有着多种解释。近年来，越来越多的学者将目光聚焦于火山喷发。科学家认为，盘古泛大陆的解体引发了强烈的火山活动，释放了大量二氧化碳，导致温室效应，地球温度升高。
沙金庚研究员、房亚男博士和美国哥伦比亚大学Paul Olsen教授等人对火山喷发后地球环境变化持不同观点。他们对我国新疆准噶尔盆地郝家沟剖面陆相晚三叠世至早侏罗世地层进行了深入研究，并重新校正了准噶尔盆地的古纬度，认为其晚三叠世至早侏罗世位于潘吉亚大陆的北极地区（约北纬71度）。在野外考察中，他们首次在准噶尔盆地晚三叠世至早侏罗世湖沼相泥岩中发现了保存完好的恐龙脚印化石。
沙金庚指出，在晚三叠世，食草性的恐龙主要分布于中、高纬度地区；低纬度地区则以非恐龙类和非初龙类的初龙型类为主。而三叠纪末生物大灭绝事件之后，恐龙迅速扩散至全球；原本霸占低纬度地区的其他初龙型类动物则灭绝了。
研究团队推测，超级火山喷发首先带来了火山冬天，这才是导致陆地生物灭绝的主要因素。虽然火山冬天持续时间较短，但它足以造成地球表面温度骤降，对生物造成致命伤害。
沙金庚认为，传统观点认为三叠纪末陆地生物大灭绝是由于火山喷发导致的全球升温，但陆地生物在灭绝事件后的响应否定了这一观点。陆地四足动物包括恐龙是从高纬度迁移至低纬度，而非低纬度迁移至高纬度，这说明是火山冬天的“冷”而非“热”造成了陆地生物大灭绝。
恐龙的羽毛和适应寒冷气候：幸存的秘密武器
三叠纪末生物大灭绝事件中，恐龙是最大的幸存者之一，它们不仅在灾难中存活下来，而且迅速崛起，称霸地球。研究团队在准噶尔盆地晚三叠世至早侏罗世的地层中，发现了恐龙脚印化石和冰筏沉积，这说明即使在温室地球时期，极地也存在季节性的结冰。在这种极端环境下，恐龙的羽毛和已适应寒冷气候的特性成为它们幸存的关键因素。羽毛可以帮助恐龙保持体温，抵御寒冷，而适应寒冷气候的特性则使它们能够更好地在严酷的环境中生存和繁衍。
这项研究不仅为三叠纪末生物大灭绝事件提供了新的解释，也为恐龙的崛起和演化提供了新的线索。它表明，生物适应环境的能力和应对气候变化的能力是生物演化的关键因素。在面对新的环境挑战时，适应性强的物种更容易存活下来，并抓住机会繁衍壮大。
在准噶尔盆地，科研人员发现了晚三叠世至早侏罗世的冰筏沉积特征，这与在极地地区发现的恐龙脚印共同证明了恐龙对极地严寒气候的惊人适应能力。正是这种适应力，让恐龙成功度过了火山冬天，最终走上了称霸地球的道路。
研究表明，恐龙的“内功”和“外装”共同抵御了极地严寒。恐龙天生具有羽毛，这极有可能是为了保温。虽然目前发现的大型蜥脚类成年恐龙没有羽毛，但这并不意味着它们出生时没有羽毛，它们可能在成长过程中失去了羽毛，就像非洲成年大象没有毛发，但小象却有毛发一样。
这种具有保温功能的原始羽毛，使食草性恐龙能够适应中高纬度地区的寒冬，并占据了那里丰富且稳定的植物资源。而与此大部分没有羽毛保温的其他初龙型类动物则在火山冬天中灭绝，只有少数体型较小的种类躲避在洞穴中幸存下来。
三叠纪末的大灭绝事件导致大量的动植物灭绝，但也为恐龙这支新崛起的爬行动物打开了通往地球霸主之路的大门。最终，恐龙登上食物链顶端的宝座，统治地球长达 1.4 亿年。
编辑：王宇
审核：朱丽