最慘烈的一次生物大滅絕后，僅300萬年，海洋生態(tài)竟神速“重啟”

▲上圖：約2.49億年前形成的最早海洋四足動物生態(tài)系統(tǒng)。一群體型較小的魚龍形類爬行動物——長吻格里皮魚龍（Grippia longirostris）正在捕食外形類似魷魚的菊石類（位于畫面中央）。遠(yuǎn)處，一群硬骨魚正在覓食，其中包括博雷索魚（Boreosomus）和劍魚形魚類索里克提斯（Saurichthys）。這些古老海生爬行動物和魚類的化石，如今保存在斯瓦爾巴群島的斯匹次卑爾根島。圖片來源：羅伯特·巴克（Robert Back）。

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出品 | 海潮天下

2.52億年前，地球經(jīng)歷了生命史上最慘烈的一次大滅絕，海洋幾乎被“清空”了。長期以來，人們相信，這樣的崩潰之后只可能是漫長的恢復(fù)過程。但在北極斯匹次卑爾根島，一層不起眼的巖石中埋藏著完全不同的答案：距離大滅絕結(jié)束僅約300萬年，復(fù)雜的海洋生態(tài)系統(tǒng)已經(jīng)重新出現(xiàn)，甚至孕育出了體長超過5米的頂級捕食者！這些化石，正在迫使科學(xué)家重新審視生命復(fù)蘇的速度與方式。

大滅絕后僅300萬年，5米長巨獸已稱霸海洋，

教科書要改寫了

在地球生命演化史中，二疊紀(jì)末期的大滅絕始終占據(jù)著一個特殊的位置。大約2.52億年前，劇烈的氣候變化、海洋缺氧和火山活動疊加在一起，造成了生物大滅絕。

當(dāng)時，現(xiàn)今俄羅斯境內(nèi)的西伯利亞暗色巖（Siberian Traps）發(fā)生持續(xù)噴發(fā)，釋放的海量溫室氣體導(dǎo)致全球氣候劇變。赤道附近的表層海水溫度一度超過40°C，酸化的海水和極度缺氧的環(huán)境，曾經(jīng)讓高達(dá)95%的海洋物種消失。

▲上圖：大約在2.52億年前，地球經(jīng)歷了一場被稱為“二疊紀(jì)末大滅絕”的災(zāi)難，這是地球歷史上五次大規(guī)模滅絕事件中最慘烈的一次。目前科學(xué)界公認(rèn)的罪魁禍?zhǔn)祝俏挥诂F(xiàn)今俄羅斯境內(nèi)的西伯利亞暗色巖（Siberian Traps）大規(guī)模火山噴發(fā)。這不是普通的火山爆發(fā)，而是一場持續(xù)數(shù)十萬年、覆蓋數(shù)百萬平方公里的巖漿洪流。火山噴發(fā)向大氣中釋放了巨量的二氧化碳和甲烷，引發(fā)了失控的全球變暖。上圖是新南威爾士州弗雷澤海灘的二疊紀(jì)–三疊紀(jì)邊界。攝影：Dippiljemmy（攝于2021年）

面對如此徹底的崩潰，過去，科學(xué)界長期認(rèn)為，海洋生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)，必然是一個非常非常漫長、非常非常遲緩的過程，復(fù)雜的食物網(wǎng)需要數(shù)百萬年才能重新建立。

數(shù)百萬年，是個啥概念？作為參照，我們來對比一下人類演化——現(xiàn)代人類（智人）出現(xiàn)至今大約也只有區(qū)區(qū)30萬年。400萬年的尺度，大約相當(dāng)于從南方古猿（能直立行走、但還很像猿）演化到現(xiàn)代文明人的全過程。

好了，言歸正傳。如今，來自北極地區(qū)的一處化石發(fā)現(xiàn)，正在改變之前的這一判斷。

在斯瓦爾巴群島的斯匹次卑爾根島，研究人員發(fā)現(xiàn)了一層異常密集的海相化石層。這里如今雖說是寒冷荒涼，但在約2.49億年前，卻是一片生物活動頻繁的淺海環(huán)境。

科研團(tuán)隊(duì)在這一地區(qū)系統(tǒng)采集了超過30000件化石標(biāo)本，包括魚類鱗片、鯊魚牙齒、海生爬行動物和兩棲動物的骨骼，以及少量糞化石。這些零散卻彼此關(guān)聯(lián)的遺骸，拼合出了一個結(jié)構(gòu)完整、生物多樣性豐富的海洋生態(tài)系統(tǒng)，而它出現(xiàn)的時間，距離二疊紀(jì)末大滅絕僅約300萬年。

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▲上圖：瑪米亞山（Mount Marmier，挪威語稱作 Marmierfjellet）位于北極圈內(nèi)的斯瓦爾巴群島（Svalbard），具體座落在該群島最大的島嶼——斯匹次卑爾根島（Spitsbergen）的中部。歷經(jīng)數(shù)百萬年的構(gòu)造運(yùn)動，曾經(jīng)深藏于海底的遺跡，如今已赫然矗立在瑪米亞山（Mount Marmier）的山坡之上。?奧斯陸大學(xué)（University of Oslo）

這批化石，并非一蹴而就地進(jìn)入研究視野。

它們最早在2015年被發(fā)現(xiàn)，隨后經(jīng)歷了近10年的野外發(fā)掘、實(shí)驗(yàn)室清理和分類鑒定。

研究人員采用網(wǎng)格化采樣方式，在36平方米的范圍內(nèi)逐塊記錄化石分布，總共回收了約800千克巖石與化石混合物。正是這種近乎“考古式”的工作方法，使得這處化石層具備了可靠的時間和生態(tài)意義。

斯匹次卑爾根在古生物學(xué)中的重要性，跟它獨(dú)特的地質(zhì)背景是密不可分的。這里，保存著連續(xù)的早三疊世海相沉積巖，巖層形成于當(dāng)時覆蓋中高緯度地區(qū)的一片廣闊海域，邊緣與泛大洋相連。細(xì)粒沉積物，快速地掩埋了生物遺骸，使得不同類群能夠在同一層位中被共同保存，為重建古生態(tài)系統(tǒng)提供了罕見條件。

（圖文無關(guān)）▲上圖：此處是位于斯匹次卑爾根島的主要城鎮(zhèn)朗伊爾城（Longyearbyen）的上坡處的一片布滿化石的山谷，王敏幹教授攝于2005年。此處山谷距離本研究涉及到的骨床所在處馬米爾山（Marmierfjellet），直線距離不遠(yuǎn)。?攝影：王敏幹（John MK Wong） | 海潮天下（Marine Biodiversity）

從化石組合來看，這片海域的生態(tài)結(jié)構(gòu)，應(yīng)該說已經(jīng)相當(dāng)成熟了。

硬骨魚數(shù)量眾多，處于食物網(wǎng)的中低層；鯊魚以及多種海生爬行動物則占據(jù)更高營養(yǎng)級。尤為特別的，是魚龍類的多樣性——既有體長不足1米、以頭足類為食的小型物種，也有體長超過5米的“頂級捕食者”，顯示出明顯的生態(tài)分化。與此同時，還發(fā)現(xiàn)了與現(xiàn)代鱷類有親緣關(guān)系的主龍形類爬行動物，這說明，當(dāng)時的海洋并非由單一類群主導(dǎo)，而是多個脊椎動物類群并存。

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(圖文無關(guān)) ▲上圖：魚龍的進(jìn)化示意圖。?Linda Wong 攝于國家自然博物館 | 海潮天下（Marine Biodiversity）

（圖文無關(guān)）▲上圖：斯瓦爾巴博物館中的化石展示品，可能源自一種短鰭魚龍。?攝影：王敏幹（John MK Wong），攝于2005年 | 海潮天下（Marine Biodiversity）

這些證據(jù)表明，在大滅絕結(jié)束后的短時間內(nèi)，海洋已經(jīng)恢復(fù)了多層級的捕食關(guān)系。食物鏈不再是簡單的線性結(jié)構(gòu)，而是由多種捕食者和獵物交織而成的網(wǎng)絡(luò)。

這一景象，與傳統(tǒng)教科書中描述的“緩慢復(fù)蘇階段”并不相符。

進(jìn)一步的比較研究顯示，斯匹次卑爾根這處化石層，是目前已知早三疊世海生脊椎動物中物種最為豐富的地點(diǎn)之一。這也帶來一個新的思路——陸生脊椎動物向海洋環(huán)境的擴(kuò)展，可能并非完全發(fā)生在大滅絕之后。某些類群，在災(zāi)變之前，可能就已具備進(jìn)入海洋的能力；而生態(tài)系統(tǒng)的“清空”，反而為它們提供了更廣闊的空間、使這一轉(zhuǎn)變在短時間內(nèi)迅速完成。

從這個角度看，二疊紀(jì)末大滅絕，并非只是生命的低谷，它同時也是一次深刻的生態(tài)重組。舊有的競爭關(guān)系被打破了，新的生態(tài)位迅速出現(xiàn)，推動了海洋脊椎動物的快速多樣化。

斯匹次卑爾根的化石記錄，正是這一過程的直接見證。

如今，這些化石已在挪威和瑞典的自然歷史博物館中展出。它們所講述的故事提醒人們，生態(tài)系統(tǒng)在極端沖擊之后的恢復(fù)路徑，遠(yuǎn)比“緩慢重建”這一簡單模型更加復(fù)雜，也更加出人意料。

負(fù)責(zé)這項(xiàng)研究的奧布里·羅伯茨（Aubrey Roberts）博士表示，目前的挖掘僅觸及了這處骨床的冰山一角。接下來，團(tuán)隊(duì)計(jì)劃通過CT掃描分析糞便化石的內(nèi)部細(xì)節(jié)，并深入研究各種牙齒形態(tài)。這些微小的細(xì)節(jié)將幫助今人更準(zhǔn)確地還原那個在大滅絕“廢墟”迅速崛起來的新世界。

感興趣的“海潮天下”（Marine Biodiversity）讀者可以參看該研究的原文：
Aubrey J. Roberts, Maciej Rucinski, Benjamin P. Kear, ?yvind Hammer, Victoria S. Engelschi?n, Thomas Holm Scharling, Rudi B. Larsen, J?rn H. Hurum. Earliest oceanic tetrapod ecosystem reveals rapid complexification of Triassic marine communities. Science, 2025; 390 (6774): 722 DOI: 10.1126/science.adx7390

二疊紀(jì)末大滅絕（End-Permian Mass Extinction）

二疊紀(jì)末大滅絕，約發(fā)生在2.52億年前，是地球歷史上最嚴(yán)重的生物滅絕事件，通常被稱為“大死亡”（Great Dying）。這一事件導(dǎo)致了超過90%的海洋物種、約70%的陸地物種滅絕，幾乎摧毀了當(dāng)時的生命形式。科學(xué)家認(rèn)為，二疊紀(jì)末大滅絕的原因復(fù)雜，主要包括劇烈的溫室效應(yīng)、海洋缺氧、大規(guī)模火山噴發(fā)引發(fā)的全球氣候變化、酸化的海洋環(huán)境等。這場災(zāi)難重塑了地球的生態(tài)格局，為后來的恐龍時代、現(xiàn)代生物群落的形成創(chuàng)造了機(jī)會。

斯匹次卑爾根骨床（Spitsbergen Bonebed）

斯匹次卑爾根骨床（Spitsbergen Bonebed）是指位于北極斯瓦爾巴群島中斯匹次卑爾根島上的一處極其豐富的化石富集層。在古生物學(xué)中，“骨床”通常形容那些化石密度極高、像骨頭鋪成的床一樣的地層，而這一處遺跡，地理位置和科學(xué)價值都非常特殊。它形成于約2.49億年前的三疊紀(jì)早期，距離地球歷史上破壞力最強(qiáng)的“二疊紀(jì)末大滅絕”僅過去約300萬年。在漫長的地質(zhì)時間尺度上，300萬年只是轉(zhuǎn)瞬之間。因此，這處骨床就像是一個“時間膠囊”，記錄了地球生命在遭遇毀滅性打擊后最初的復(fù)蘇樣貌。

生態(tài)重置（Ecosystem Reset）

生態(tài)重置（Ecosystem Reset）指的是在大規(guī)模生態(tài)災(zāi)難或環(huán)境劇變之后，生態(tài)系統(tǒng)經(jīng)歷的一種重新建立與恢復(fù)過程。通常，這種災(zāi)難性事件如大滅絕、氣候劇變或大規(guī)模火山活動，極大改變了原有物種和生態(tài)結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致大量物種滅絕或生態(tài)功能喪失。生態(tài)重置是生態(tài)系統(tǒng)適應(yīng)新環(huán)境條件的過程，新的物種開始取代滅絕物種，食物鏈和生態(tài)關(guān)系逐步恢復(fù)甚至重建。這個過程通常會創(chuàng)造出新的生態(tài)機(jī)會，并為物種的進(jìn)化提供新的舞臺。在二疊紀(jì)末大滅絕后的海洋生態(tài)系統(tǒng)復(fù)蘇就是一個典型的例子，生態(tài)重置使得新的生物群落得以快速發(fā)展并逐步穩(wěn)定下來。

舉個不久前的例子來說，2019~2020年，澳大利亞爆發(fā)了大規(guī)模的森林火災(zāi)，幾乎摧毀了大片森林，這直接影響了當(dāng)?shù)匕紫伒臈h(huán)境。在災(zāi)后，白蟻群落開始逐步恢復(fù)。研究發(fā)現(xiàn)，火災(zāi)后的土壤條件和植物種類變化促進(jìn)了白蟻群落的快速重建。盡管短期內(nèi)白蟻數(shù)量有所下降，但隨著植物的恢復(fù)和土壤質(zhì)量的改善，白蟻數(shù)量和分布范圍迅速回升。后來根據(jù)2019~2021年的生態(tài)調(diào)查，部分火災(zāi)后恢復(fù)的區(qū)域白蟻群落恢復(fù)速度接近災(zāi)前水平，且在部分地區(qū)甚至超過了原有的物種多樣性。

又比如說，1998年，由于全球氣候變化引發(fā)的海水溫度急劇升高，加勒比海地區(qū)的珊瑚礁遭遇了大規(guī)模的珊瑚白化事件。在隨后的幾年里，雖然許多珊瑚群落遭受嚴(yán)重?fù)p失，但一些珊瑚物種表現(xiàn)出了較強(qiáng)的適應(yīng)性，逐漸恢復(fù)、并重新建立了珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)。科學(xué)家通過長期監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，某些具有較強(qiáng)耐熱性的珊瑚物種在白化后展現(xiàn)出更高的生存能力。根據(jù)2000~2010年的研究報告，在加勒比海一些受災(zāi)較輕的地區(qū)，珊瑚礁恢復(fù)速度較快，有些區(qū)域珊瑚群落恢復(fù)的物種多樣性達(dá)到了原始水平的80%以上。

思考題·拓展思維

傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為，陸生動物要改變整個身體構(gòu)造（比如肢體變鰭、骨骼密度改變、呼吸系統(tǒng)適應(yīng)）并演化成完全水生的魚龍，通常需要至少數(shù)百萬、甚至是上千萬年的積累。如果化石顯示在2.49億年前（即2.52億年前的大滅絕后僅300萬年）就已經(jīng)存在成熟的巨型魚龍，那么這400萬年的窗口期就顯得極度擁擠了，幾乎不可能完成從“陸地走下海”→“深海霸主”的跨越。讓我們思考一下，作為思路拓展——

Q1、全球復(fù)蘇的“非同步性”背后，是否存在避難所效應(yīng)？該文作者提到，“中國的化石遺址中，顯示出大約800萬年間從二疊紀(jì)大滅絕中逐漸恢復(fù)的跡象。我們在斯瓦爾巴特島發(fā)現(xiàn)的情況則完全不同。”

如果他說的是對的（歡迎反駁，因?yàn)楣P者懷疑之，至少中國出土的南漳湖北鱷出現(xiàn)在距今2.48億年前，不到他講的大滅絕后800萬年），這種顯著的時間差，是否暗示了在全球大災(zāi)變期間，高緯度地區(qū)因其獨(dú)特的地理位置、或洋流循環(huán)，充當(dāng)了某種“生命避難所”？如果復(fù)蘇不是全球步調(diào)一致的，那么，過去基于單一地區(qū)建立的全球演化模型，是否需要進(jìn)行結(jié)構(gòu)性的重修呢？

▲上圖來源：英國自然歷史博物館的官網(wǎng)報道

Q2、在區(qū)區(qū)300萬年的地質(zhì)瞬間，就出現(xiàn)了體型超過五米、具備復(fù)雜撕裂牙齒的杯椎魚龍（Cymbospondylus）。這種復(fù)雜的解剖結(jié)構(gòu)，究竟是在滅絕后的極速演化產(chǎn)物呢，還是在滅絕發(fā)生前就已經(jīng)在某些未知的邊緣海域完成了進(jìn)化、只是在大災(zāi)變后迅速“入侵”并接管了空缺的生態(tài)位？換句話講，頂級掠食者的超速演化，是存量幸存呢，還是增量爆發(fā)？

▲上圖：南漳湖北鱷（學(xué)名：Hupehsuchus nanchangensis）生活在大約2.48億年前的早三疊紀(jì)，化石最早在中國湖北省南昌市的地區(qū)發(fā)現(xiàn)。它的所在動物群，是湖北南漳-遠(yuǎn)安生物群，分布于湖北省南漳、遠(yuǎn)安縣一帶，繁盛于早三疊世時期，是全球最早的海生爬行動物群之一。該生物群化石種類豐富，以湖北鱷類為代表，伴生鰭龍類、魚龍類、扇槳龍類等海生爬行動物，見證了二疊紀(jì)末生物大滅絕后海洋生態(tài)的快速復(fù)蘇，也是爬行動物早期重返海洋、演化輻射的關(guān)鍵化石寶庫，具有極高的古生物與地質(zhì)學(xué)研究價值。?Linda Wong 攝于國家自然博物館 | 海潮天下（Marine Biodiversity）

本文參考資料

https://www.nhm.ac.uk/discover/news/2025/november/fossils-ancient-marine-predators-discovered-arctic-mountain.html

https://www.science.org/doi/10.1126/science.adx7390

https://www.nrm.se/engelska/in-english

https://www.mindat.org/taxon-8656545.html

https://en.wikipedia.org/wiki/Grippia

https://www.nhm.ac.uk/discover/news/2023/april/earliest-ichthyosaur-fossil-discovered-on-remote-arctic-island.html

https://en.wikipedia.org/wiki/Permian%E2%80%93Triassic_extinction_event

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資訊源 | Roberts, Aubrey J., et al. (2025)

文 | 王海詩

排版 | 盧曉雨

時間 | 2026年1月4日

海潮天下

引用本文
王海詩.2.49億年前的北極骨床中，三萬件化石揭開海洋生態(tài)“神速”重啟之謎.海潮天下.2026-01-04

海潮天下

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