在地球46億年的歷史中，曾發生過五次重大生物大滅絕事件，每次都消滅了當時絕大多數的物種。這五次大滅絕包括:奧陶紀大滅絕、泥盆紀大滅絕、二疊紀大滅絕、三疊紀-侏羅紀大滅絕和白堊紀-第三紀(又稱K-T)大滅絕。這些事件的規模和原因各不相同，但它們都徹底摧毀了當時地球上的生物多樣性。
在深入了解這些不同的大滅絕事件之前,重要的是要理解什麽可以被歸類為大滅絕,以及這些災難如何塑造了幸存物種的前進演化。"大滅絕"可以定義為在一段時期內,大比例的已知生物物種滅絕。大滅絕有幾個原因,如氣候變遷、地質災難(如大規模火山噴發),甚至是隕石撞擊地球表面。甚至有證據表明,微生物可能加速或促成了地質年代表中已知的一些大滅絕事件。
大滅絕事件如何促進前進演化?通常,在一次大規模滅絕事件之後,少數幸存的物種會經歷一個快速物種形成的時期。由於在這些災難性事件中有如此多的物種滅絕,幸存的物種有更多的空間擴散,環境中也有許多生態席位需要填補。食物、資源、棲息地甚至配偶的競爭減少,使得大滅絕事件中"剩下"的物種能夠蓬勃發展並快速繁殖。
隨著時間的推移,族群分離並遷移,它們適應新的環境條件,最終與原始族群在繁殖上隔離。到那時,它們可以被認為是全新的物種。
奧陶紀大滅絕
時間：古生代奧陶紀（大約4.4億年前）
滅絕規模：高達85%的生物物種消失
推測原因：大陸漂移及隨之而來的氣候變遷
第一次已知的重大生物大滅絕事件發生在地質年代表古生代的奧陶紀。在地球歷史的這個時期,生命還處於早期階段。最早的已知生命形式出現在大約36億年前,但到了奧陶紀,更大的水生生命形式已經出現。這時甚至已經有一些陸地物種了。
這次大滅絕事件的原因被認為是大陸的移動和劇烈的氣候變遷。它分兩個不同的階段發生。第一階段是一個覆蓋整個地球的冰河時期。海平面下降,許多陸地物種無法足夠快地適應嚴酷的寒冷氣候。第二階段是冰河時期最終結束時——但這並不全是好訊息。這一階段結束得如此突然,以至於海洋水位上升得太快,無法保持足夠的氧氣來維持第一階段幸存下來的物種。再一次,物種在完全滅絕之前適應得太慢了。然後就要靠少數幸存的水生自營生物來增加氧氣水平,以便新物種能夠前進演化。
泥盆紀大滅絕
時間：古生代泥盆紀（大約3.75億年前）
滅絕規模：近80%的生物物種消失
推測原因：海洋缺氧、氣溫急劇降低、火山噴發和/或隕石撞擊
地球生命史上的第二次重大生物大滅絕發生在古生代的泥盆紀。這次大滅絕事件實際上緊隨前一次奧陶紀大滅絕之後相對較快地發生。就在氣候穩定下來,物種適應了新環境,地球上的生命開始再次繁榮時,幾乎80%的所有生物物種——無論是水中還是陸地上的——都被消滅了。
關於為什麽這第二次大滅絕會在地質歷史的那個時候發生,有幾種假說。第一階段,對水生生物造成重大打擊的可能實際上是由陸地的快速殖民造成的——許多水生植物適應了陸地生活,留下較少的自營生物為海洋生物產生氧氣。這導致了海洋中的大規模死亡。
植物快速向陸地遷移也對大氣中可用的二氧化碳產生了重大影響。由於如此迅速地去除了大量溫室氣體,溫度驟降。陸地物種難以適應這些氣候變遷,結果滅絕了。
泥盆紀大滅絕的第二階段更是個謎。可能包括大規模火山噴發和一些隕石撞擊,但確切原因仍被認為是未知的。
二疊紀大滅絕
時間：古生代二疊紀（大約2.5億年前）
滅絕規模：估計96%的生物物種消失
推測原因：未知——可能是小行星撞擊、火山活動、氣候變遷和微生物活動
第三次重大生物大滅絕發生在古生代的最後一個紀,稱為二疊紀。這是所有已知大滅絕中最大的一次,地球上96%的物種完全消失。因此,難怪這次重大生物大滅絕被稱為"大死亡"。水生和陸地生命形式都相對迅速地滅亡。
是什麽引發了這次最大的生物大滅絕事件,仍然是個謎,研究地質年代表這個時期的科學家們提出了幾種假說。有些人認為可能是一系列事件導致了如此多物種的消失;這可能是大規模火山活動與小行星撞擊相結合,將致命的甲烷和玄武巖送入空氣和地球表面。這些可能導致氧氣減少,窒息了生命,並帶來了氣候的快速變化。較新的研究指向古菌域中一種在甲烷含量高時繁盛的微生物。這些極端微生物可能"接管"並扼殺了海洋中的生命。
無論原因如何,這次最大的重大生物大滅絕結束了古生代,開啟了中生代。
三疊紀-侏羅紀大滅絕
時間：中生代三疊紀末期（大約2億年前）
滅絕規模：超過半數的生物物種消失
推測原因：大規模火山活動伴隨玄武巖噴發、全球氣候變遷、海洋pH值和海平面變化
第四次重大生物大滅絕實際上是中生代三疊紀最後1800萬年間發生的許多較小滅絕事件的組合。在這段漫長的時間裏,當時地球上約一半的已知物種滅絕了。這些個別小型滅絕的原因大多可以歸因於火山活動和玄武巖洪流。火山噴發的氣體也造成了氣候變遷問題,改變了海平面,甚至可能改變了海洋的pH值。
K-T大滅絕
時間：中生代白堊紀末期（大約6500萬年前）
滅絕規模：近75%的生物物種消失
推測原因：巨大小行星或隕石撞擊
第五次重大生物大滅絕事件可能是最為人所知的,盡管它不是最大的。白堊紀-第三紀大滅絕(或K-T滅絕)成為中生代最後一個紀——白堊紀與新生代第三紀之間的分界線。這次事件也消滅了恐龍。但恐龍並不是唯一滅絕的物種——在這次大滅絕事件中,高達75%的已知生物物種都滅絕了。
有充分的證據表明,這次大滅絕的原因是一次重大的小行星撞擊。巨大的太空巖石撞擊地球,將碎片送入空氣中,有效地產生了一個"撞擊冬天",徹底改變了整個星球的氣候。科學家們研究了小行星留下的大型隕石坑,並可以將它們的年代追溯到這個時期。
我們有可能正處於第六次重大生物大滅絕之中嗎?許多科學家認為是這樣的。自人類前進演化以來,已有許多已知物種消失。由於這些大滅絕事件可能需要數百萬年的時間,也許我們正在親眼目睹第六次重大生物大滅絕事件的發生。人類是否能夠幸存下來,目前還不得而知。
