恐龙为何躲过三叠纪末生物大灭绝并称霸侏罗纪？这项研究解答

三叠纪末发生了地质历史上五次之一的生物大灭绝事件，这一事件导致大量陆地生物灭绝，但恐龙却躲过了这一灾难，并于三叠纪末生物灭绝事件后迅速占据生态主位，称霸侏罗纪和白垩纪世界。造成三叠纪末陆地生物灭绝的原因是什么？恐龙为什么能在生物灭绝的天灾中得以生存，并于灾后迅速发展壮大？

新京报记者从中国科学院南京地质古生物研究所（以下简称中科院南古所）获悉，中外科研人员合作对我国新疆准噶尔盆地郝家沟剖面晚三叠世（三叠纪分为早、中、晚三个世）至早侏罗世地层进行了高分辨率的测量和研究。他们发现，中央大西洋超级火山喷发造成的火山冬天是导致三叠纪末陆地生物大灭绝的主要原因。研究首次揭示，具有保温功能的羽毛、早已适应极地寒冷的气候是恐龙躲过三叠纪末火山冬天并迅速占据侏罗纪生态主位的主要原因。

赤道地区，恐龙嘴里叼着一个基干哺乳动物，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而下起了鹅毛大雪。Larry Felder 绘制

冰筏沉积、脚印记录揭示恐龙适应极地严寒气候

晚三叠世至早侏罗世早期是地球历史上典型的温室时期，地球两极不存在冰川，森林一直覆盖到潘吉亚大陆的南北两极。

研究团队首次在准噶尔盆地晚三叠世至早侏罗世深湖相泥岩中发现了冰筏沉积。冰筏沉积有何特征？中科院南古所房亚男博士说，纯的深湖泥岩粒度在0.1微米到63微米之间，而冰筏沉积的深湖泥岩中还包括离散分布的、直径在0.1毫米到15毫米之间的砂粒和小砾石。

科研人员推测，冬季靠岸湖水结冰时冻结了湖底较大颗粒的砂砾，春季湖冰融化，一部分冰携带冻结的砂砾漂浮至湖中央，至完全融化后将其释放而沉积于深湖泥中，从而形成冰筏沉积；还有一种可能是，冬季风将陆地上的砂砾吹至冰面，春季湖冰融化，砂砾落入深湖泥中。准噶尔盆地冰筏沉积的发现指示出：即使在两极无冰川的温室地球时期，极地也存在零摄氏度以下的季节性结冰。

巧合的是，研究团队同时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精美的恐龙脚印化石。这表明，晚三叠世至早侏罗世，恐龙生活于极地地区，并能适应极地季节性的严寒气候。

恐龙有羽毛保温，晚三叠世主要分布在中、高纬度地区

房亚男表示，恐龙分为两个目，即鸟臀目和蜥臀目。蜥臀目又分为兽脚类和蜥脚类。

部分非鸟类兽脚类恐龙的分支和两个基干类食草性鸟臀目恐龙的化石上都发现了羽毛。根据系统发育支架法，研究团队推断，恐龙天生具有羽毛，但是这些羽毛不是用于飞翔的，而是用于保温。

晚三叠世，食草性的恐龙主要分布于中、高纬度地区。低纬度地区以食草和食肉性的拟鳄亚目（远古的假鳄类，与现代鳄鱼的祖先有亲戚关系）为主，缺少食草性的恐龙，尽管食肉性的恐龙也存在于低纬度地区，但是群体非常小。

科研人员认为，这表明在低纬度地区，食草性的恐龙竞争不过食草性的拟鳄亚目。这可能与低纬度地区多变且不可预测的植物资源和生物的新陈代谢速率有关。具有保温功能的原始羽毛确保了食草性恐龙能够抵御中、高纬度的冷冬，进而独享中、高纬度丰富且稳定的植物资源，没有羽毛保温的拟鳄亚目因不能抵御中、高纬度的冷冬而无法在此生存。同时，在低纬度地区，因植物资源多变且不可预测，新陈代谢速率较高的恐龙又无法与新陈代谢速率较低的拟鳄类竞争。

火山冬天的“冷”造成了陆地生物大灭绝

中央大西洋超级火成岩省的喷发是造成三叠纪末生物大灭绝事件的主要原因。超级火山喷发释放了大量二氧化碳，进而导致的全球升温、海洋酸化和缺氧等一直被认为是造成海洋生物灭绝的原因。但是全球升温似乎无法解释陆地生物的变化。

全球升温应该会造成四足动物和植物向更寒冷的高纬度地区迁移，但实际上，高纬度地区的四足动物，特别是基干蜥脚类恐龙不仅在灭绝事件中存活下来，而且在事件后迁移到低纬度地区，而热带地区的拟鳄亚目几乎全部灭绝。因此，研究团队认为，超级火山喷发首先造成的火山冬天是造成陆地生物灭绝的首要因素。

火山冬天一般是指，由于火山喷发释放的大量火山灰和气溶胶等物质阻挡了日照辐射而造成的地球表面温度骤降。火山冬天持续时间较短，一般为几年到几十年间。火山冬天后一般是长时间尺度的升温，这是火山喷发释放的大量二氧化碳等温室气体造成的，升温的记录比较容易在沉积和化石记录中保存。

因此，科研人员推断是火山冬天的“冷”造成了陆地生物大灭绝，而非传统观点认为的“热”。

基于我国准噶尔盆地的冰筏沉积和恐龙脚印化石记录，研究直接证明了有羽毛保温的恐龙自晚三叠世就已经适应了季节性的寒冷气候，这帮助它们成功度过三叠纪末中央大西洋超级火山喷发造成的火山冬天；而大部分没有羽毛保温的其他初龙型类动物则灭绝于火山冬天，仅少数体积比较小的种类靠躲避在洞穴中而躲过了灾难。

三叠纪末生物大灭绝事件后，恐龙体积迅速增加，地理分布范围也迅速扩张：蜥脚类恐龙从晚三叠世的中、高纬度地区扩张到低纬度地区；鸟臀目恐龙首次出现；兽脚类恐龙的体积增加了近20%；恐龙总数量则增加了近一倍。从此恐龙开启了长达1.3亿年的地球陆地霸主时代。

新京报记者 张璐

编辑 陈静 校对 付春愔