環(huán)境

青藏高原新生代生態(tài)的演變

近年來，特別是自2017 年第二次青藏高原科考啟動(dòng)以來，古生物學(xué)取得了一系列重要的科學(xué)發(fā)現(xiàn)。研究者在藏北漸新統(tǒng)地層中發(fā)現(xiàn)的大量保存精美的高度多樣化的動(dòng)植物化石更是首次呈現(xiàn)了高原隆升前古近紀(jì)生態(tài)系統(tǒng)的整體面貌。近期研究者指出，在藏北倫坡拉、尼瑪?shù)扰璧貪u新世地層中發(fā)現(xiàn)的熱帶-亞熱帶魚類、植物和昆蟲等化石證據(jù)表明，青藏高原腹地在2600 萬年前仍然為溫暖濕潤(rùn)的低地，當(dāng)時(shí)由印度洋而來的暖濕氣流至少可以深入到西藏北部地區(qū)。另一方面，現(xiàn)代青藏高原的生態(tài)系統(tǒng)由適應(yīng)于高山寒凍環(huán)境或冰凍圈的動(dòng)植物組成，古近紀(jì)熱帶和亞熱帶物種完全消失；魚類區(qū)系已演化為現(xiàn)代青藏高原所特有的裂腹魚類，哺乳動(dòng)物中以雪豹、藏羚羊、盤羊等寒冷適應(yīng)動(dòng)物為代表。從熱帶-亞熱帶生態(tài)體系開始向現(xiàn)代型高原冰凍圈生態(tài)系統(tǒng)的過渡發(fā)生在什么時(shí)間？在尼瑪盆地南緣和倫坡拉盆地丁青組中下段沉積中保存有豐富的魚類化石，代表著完全不同于現(xiàn)今高原魚類的晚漸新世區(qū)系，如鯉科鲃?lì)惖膹埵洗毫佤~和高原首例鱸形目魚類化石記錄-攀鱸科西藏始攀鱸。形態(tài)和解剖特征對(duì)比顯示它們是生活在低海拔溫暖地區(qū)的魚類，反映了本地區(qū)魚類在高原隆升前的演化階段。在倫坡拉盆地和尼瑪盆地的丁青組地層中與春霖魚、始攀鱸共生的植物化石超過50 種，代表了目前為止西藏地區(qū)已知保存最好、多樣性最高的植物化石組合，其中的西藏似沙巴棕、西藏椿榆、倫坡拉欒樹、長(zhǎng)梗似浮萍葉等指示該植物組合生長(zhǎng)于海拔相當(dāng)?shù)偷臒釒е羴啛釒值貐^(qū)。

在倫坡拉盆地早中新世地層中，以春霖魚和始攀鱸為代表的熱帶魚類已消失，原始的裂腹魚類大頭近裂腹魚取而代之。隨著高原的繼續(xù)隆升，至上新世達(dá)到現(xiàn)代高度和整體規(guī)模，具一列咽喉齒的高度特化的裂腹魚隨之出現(xiàn)。在倫坡拉盆地丁青組早中新世段地層中發(fā)現(xiàn)的近無角犀化石證明，青藏高原地區(qū)在早中新世已經(jīng)脫離了熱帶和亞熱帶環(huán)境，而轉(zhuǎn)為與溫帶氣候一致的溫涼環(huán)境，并在上新世孕育了寒冷適應(yīng)性的哺乳動(dòng)物。早中新世的植被中以北溫帶的落葉闊葉樹種占據(jù)優(yōu)勢(shì)地位，針葉樹種居次要地位，草本植物開始有了進(jìn)一步的發(fā)展，也反映氣候背景已由晚漸新世的熱帶、亞熱帶類型轉(zhuǎn)變?yōu)闇貛卣鳌?/p>

地質(zhì)證據(jù)顯示漸新世/中新世之交是青藏高原構(gòu)造演化的一個(gè)關(guān)鍵時(shí)期，高原中部在早中新世隆升到接近3000m 高度所產(chǎn)生的降溫效應(yīng)，使該區(qū)域的陸地生態(tài)系統(tǒng)脫離了熱帶、亞熱帶環(huán)境，逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂袦貛卣鞯膭?dòng)植物組合，并且開始出現(xiàn)今天高原生物類型的早期代表，如原始的裂腹魚類。綜合青藏高原的隆升進(jìn)程和全球氣候變化以及它們之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)，可知高原內(nèi)部氣候階段性變化可能是二者疊加作用的結(jié)果，進(jìn)而促成了陸地生態(tài)系統(tǒng)由溫暖甚至炎熱的體系向溫涼方向的轉(zhuǎn)變。（科學(xué)通報(bào)2019，doi：10.1360/TB-2019-0053）

海洋生物繁衍受到夜晚光污染影響

光污染是指現(xiàn)代城市建筑和夜間照明產(chǎn)生的濫散光、反射光和眩光等對(duì)人、動(dòng)物、植物造成干擾或負(fù)面影響的現(xiàn)象，屬于一種新型的環(huán)境污染。隨著人類社會(huì)的迅速發(fā)展，光污染的影響也在迅速擴(kuò)大。近期，研究者用水箱中的小丑魚進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，觀察了10 對(duì)處于產(chǎn)卵期的小丑魚。其中5 對(duì)小丑魚處于模擬正常晝夜變換的光照條件中，另外5 對(duì)則在夜間被置于持續(xù)昏暗的燈光下，模擬人類居住地附近珊瑚礁在夜晚受光照的環(huán)境。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，雖然兩組小丑魚都正常產(chǎn)卵，但在夜間受光線照射的小丑魚魚卵的孵化率為零。研究者認(rèn)為，黑暗對(duì)小丑魚魚卵的孵化是一個(gè)重要條件。這可能是因?yàn)樾〕篝~寶寶非常弱小，魚卵在黑暗中孵化不易被捕食者發(fā)現(xiàn)，有助于提高存活率，在長(zhǎng)期進(jìn)化中形成了相關(guān)機(jī)制。此外，孵化出的小丑魚寶寶會(huì)離開父母和原珊瑚礁尋找" 新家"，在這一漫長(zhǎng)旅程中，光照同樣會(huì)給小丑魚寶寶帶來危險(xiǎn)。不僅是小丑魚，海洋中其他一些生物的繁衍可能同樣受到夜晚光污染的影響。據(jù)介紹，目前世界上22%的海岸地區(qū)在夜間會(huì)受到不同程度的人造光照射。

（Biol.Lett.2019，15：20190272.）

光污染助力鳥類傳播西尼羅病毒

隨著人們對(duì)于光污染問題的重視，研究范圍也在不斷延伸。研究者早就注意到，晚上暴露在人造光下會(huì)影響一些鳥類的免疫反應(yīng)。近期，一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)光污染會(huì)延長(zhǎng)麻雀感染西尼羅病毒的時(shí)間。麻雀是自然界中西尼羅病毒的主要宿主。蚊子會(huì)優(yōu)先吸食這些鳥類的血液為食，而它們生活在城市里受到光污染的棲息地中，因此它們很可能是在光污染地區(qū)傳播西尼羅病毒的關(guān)鍵物種之一。為了驗(yàn)證這一假說，研究者在佛羅里達(dá)州坦帕灣附近的兩個(gè)地點(diǎn)捕獲了45 只野生麻雀。他們將其中22 只安置在自然光條件下，23只安置在人造光條件下——類似于家庭和路燈使用的暖光。他們把所有的鳥都暴露在西尼羅病毒下，然后在接下來的10 天里，測(cè)量它們的血液樣本感染情況及其體重。結(jié)果顯示，如果麻雀暴露在人造光下，那么在它們中暴發(fā)疾病的可能性將增加41%。反過來，這使病毒更有可能通過蚊子傳染給人類，因?yàn)槲米訒?huì)叮咬麻雀和人類。了解人造光和西尼羅病毒等傳染病之間的關(guān)系很重要，人們可以據(jù)此作出改變，以破壞這些關(guān)系。（Proc.R.Soc.B2019,286：20191051）

新生代的第一天

一個(gè)埋藏在墨西哥近海海底巨大撞擊坑的巖石"記錄"了小行星撞擊地球那個(gè)地球生命史上"糟糕"的日子。新研究顯示，鉆探取自希克蘇魯伯隕坑的巖石中含有爆炸性熔融、大地震、海嘯、泥石流和森林大火導(dǎo)致的約130 米厚的沉積物。研究者在沉積物中發(fā)現(xiàn)了木炭和與土地真菌有關(guān)的生物標(biāo)記物，這些生物標(biāo)記物位于沙層內(nèi)部或沙層之上，表明沉積物是海嘯回流帶來的。并據(jù)此認(rèn)為，這些都是在小行星撞擊地球后24 小時(shí)內(nèi)形成的。研究者還發(fā)現(xiàn)隕坑周圍的巖石都富含硫，但隕坑中的巖石卻沒有硫，這表明小行星撞擊時(shí)將含硫物質(zhì)氣化。研究者估計(jì)撞擊至少將3250 億噸的硫釋放到大氣，導(dǎo)致全球平均溫度大幅降低，并持續(xù)了幾十年。

（PNAS 2019,www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1909479116）

美國(guó)科研團(tuán)隊(duì)為小行星撞擊地球?qū)е驴铸垳缃^的假說找到新證據(jù)。發(fā)表在新一期美國(guó)《國(guó)家科學(xué)院學(xué)報(bào)》上的"行星撞擊說"是目前有關(guān)恐龍滅絕的最有力的假說之一。該假說認(rèn)為，6500 萬年前，一顆小行星撞擊了地球，撞入墨西哥尤卡坦半島，并在?？颂K魯伯鎮(zhèn)附近形成一個(gè)寬約160 公里、深約20 公里隕石坑。撞擊產(chǎn)生的威力相當(dāng)于100 億顆二戰(zhàn)時(shí)期使用的原子彈，曾導(dǎo)致地球上75%的動(dòng)植物滅絕。行星撞擊引發(fā)了森林大火和海嘯，并將硫噴射到大氣中，遮蔽了太陽，從而導(dǎo)致了全球變冷，最終使恐龍滅絕。最近的研究顯示，