圖 說

植物體需要陽光進(jìn)行光合作用，為植物體生長(zhǎng)提供能量，但又要避免陽光中有害的紫外線對(duì)植物體特別是植物生殖細(xì)胞（孢子和花粉）中遺傳信息的破壞。為了適應(yīng)陸地輻射環(huán)境，陸生植物演化出了一些調(diào)控機(jī)制，以減少紫外線對(duì)植物體的傷害。在植物體的生殖細(xì)胞中這種機(jī)制表現(xiàn)為植物的孢子和花粉的外壁中含有大量功能與“防曬霜”十分相似的化合物（香豆酸和阿魏酸），這些化合物可形成共振穩(wěn)定的酚自由基，抵抗紫外線引起的氧化作用，從而保護(hù)脆弱的孢子和花粉，為陸生植物的傳播和繁衍提供保障?，F(xiàn)代植物學(xué)家已經(jīng)觀察到植物體可以根據(jù)周圍的紫外線輻射環(huán)境，自動(dòng)調(diào)節(jié)其生殖細(xì)胞外壁“防曬霜”的含量，同時(shí)這些“防曬霜”可以在惰性的孢子和花粉外壁中保存很長(zhǎng)時(shí)間。因此，理論上我們可以通過對(duì)這些孢子和花粉中“防曬霜”含量的測(cè)定反推地質(zhì)歷史時(shí)期大氣紫外線輻射強(qiáng)度。2.52億年前的二疊紀(jì)末大滅絕造成了約81%的海洋物種和89%的陸地物種滅絕，其主要原因被認(rèn)為是大規(guī)?；鹕絿姲l(fā)導(dǎo)致的環(huán)境變化，但一直以來，這一論斷都缺乏環(huán)境因素影響陸地生態(tài)系統(tǒng)的直接證據(jù)。最近，中國(guó)科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所的古生物學(xué)家與英國(guó)、德國(guó)同行合作，通過研究二疊紀(jì)末化石花粉粒中“防曬霜”含量的變化，發(fā)現(xiàn)了臭氧層破壞導(dǎo)致二疊紀(jì)末陸地生物大滅絕的直接證據(jù)。研究團(tuán)隊(duì)運(yùn)用傅里葉變化紅外光譜，對(duì)產(chǎn)自我國(guó)西藏南部二疊紀(jì)-三疊紀(jì)過渡剖面的1011粒阿里型花粉中的香豆酸和阿魏酸進(jìn)行了定量測(cè)量，通過對(duì)這些花粉產(chǎn)出的紅外光譜的大數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)在二疊紀(jì)末大滅絕期間地層中花粉外壁的香豆酸和阿魏酸含量明顯高于滅絕前后化石花粉中該化合物的含量，直接證明了二疊紀(jì)末期大滅絕期間存在全球紫外線輻射增加的現(xiàn)象。同時(shí)，研究團(tuán)隊(duì)也對(duì)剖面地層的有機(jī)碳同位素和汞的濃度進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)這兩個(gè)指標(biāo)異常波動(dòng)的層位與化石花粉中出現(xiàn)大量香豆酸和阿魏酸的層位基本相當(dāng)，進(jìn)一步說明二疊紀(jì)末期全球紫外線輻射的增加可能是當(dāng)時(shí)劇烈的火山活動(dòng)引起的。（Science Advances, 2023, 9,eabo6102）