净初级生产量剧变导致生物大灭绝与大爆发

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1、1净初级生产量剧变导致生物大灭绝与大爆发生物大灭绝与大暴发是当今最大的科学谜之一。生物大灭绝是指在短期内生物大量减 少或种类灭绝，这种灭绝与缓慢的演化更替而造成的灭绝不同；生物大爆发是指物种的种 类在几百万年时间里大量增加；净初级生产量是指单位面积植物每年光合所产生的有机干 物质的重量。 纵观地球生命演化史，每次生物大灭绝后总会有生物大爆发，这其中是否有着共同原 因？ 先分析一下现有的生物如恐龙大灭绝理论，发现漏洞百出： 1、小行星撞击地球：该假说不能解释与恐龙习性相近的同属爬行动物为什么不会灭绝？ 例如撞击产生的核冬天为什么不耐寒的鳄鱼、科摩多巨蜥和桫椤等中生代孑遗生物还能生 存至今？有人用

2、碳同位素比例绘制成图发现，K/T 界线植物灭绝事件在超过 5 万年到 10 万 年的时间间隔内，发生了不止一次的改变，这表明植物群落消失了，随后得以恢复，结果 又遭到一系列灭绝事件的一再打击。要产生这种灭绝模式，可能需要在数千年的时间间隔 内发生一连串的小行星撞击事件才行。但是，没有任何矿物学证据表明，在那两个生物大 灭绝时期内，曾经发生过一连串的小行星撞击。 2、超级火山喷发：该假说不能解释为什么发生在 1.2 和 1.1 亿年的侏罗纪那两次（翁 通爪哇海台和凯尔菱朗海台火成区）比 6500 万年那次（德干暗色岩火成区）规模更大的火 山爆发不会使恐龙灭绝？ 3、多重灾难假说：该假说认为，恐龙

3、是在多重灾难的连续打击下灭绝的。但是，既然 在一次单一的短期突发灾难下不能使恐龙全部死光的话，幸存者就会在千年内恢复到原来 的数量，就像大火烧过的土地，第二年就会重新披上绿装。因为象天体撞击地球等重大灾 难的两次灾变的时间间隔至少也有上万年，幸存者有足够的时间来恢复元气。 4、超级传染病：传染病更加不可能使所有的恐龙灭绝，就像 1950 年，在澳洲实施细 菌战来消灭成灾的野兔，当年死亡 99.8%，但幸存下来的 0.2不久又迅速繁殖开来。 5、食物中毒：该假说认为，植物进化产生生物碱导致恐龙中毒。金合欢树的叶子营养 丰富，但含有单宁酸等有害物质，喜食金合欢树叶的长颈鹿已进化出能解毒的唾液；牛一

4、 般不能过量采食合欢树叶，但在广东省的某个海岛上，那里的牛却可以大量采食而不会中 毒，原因是牛的胃里有一种能降解毒素的微生物。因被子植物不是突然出现的，恐龙在进 化中有足够的时间去适应，因此，该假说太离谱了。 6、辐射说：有超新星爆发、超级太阳耀斑爆发和地磁倒转等假说。这些假说主题是大 量的高能辐射或紫外线会杀死恐龙。但这不能解释在温差与辐射较小的海水中的鱼龙等生 物为什么也会灭绝了？ 7、气温灾变说：比如气温影响恐龙后代的性别等等。中生代的恐龙遍布全球，因此， 恐龙的区域性灭绝理论无法解释全球性的灭绝。变冷说不能说明年温差小的赤道雨林中的 恐龙为什么也灭绝了？变热说不能说明在高纬度地区的恐龙

5、为什么也灭绝了？植物会随着 气温变化而迁移，恐龙是能走能跳甚至能飞的动物，再说在地质史中气候的纵向变化至少 需几十万年，恐龙有充足的时间迁移到气温适宜的纬度去避难。恐龙放屁导致气温上升说 无法说明在恐龙最繁盛的侏罗纪时期恐龙为什么还生活的好好的？再说 CH4 半衰期较短， 根本不会在大气中积累，因此，恐龙放屁说是错误的。 8、生存竞争说：认为恐龙是被哺乳动物赶下台的，但当时哺乳动物根本不是恐龙的对 手，象带有装甲的恐龙，就连剑齿虎也休想动它一根毫毛，连现代的狮子或老虎也吃不了 现代的鳄鱼。有人说是哺乳动物与恐龙争夺食物，如羊与兔在一起，兔子因能啃食细短的 草，就会把羊排挤掉。但羊、兔和狐狸在一

6、起，它们之间会互相制约，结果大家都能很好2地生存下来。而恐龙时代也有肉食的爬行动物和哺乳动物，根本不会使恐龙灭绝。比如， 由于没有天敌的制约，在澳洲，逃到野外的兔子疯狂地繁殖，草被兔子吃光，18911897 年，全国死亡绵羊 5250 万只，为了消灭野兔，人们采用枪击，毒杀，细菌战等仍不见效， 后来引进狼才终于把野兔控制在允许的水平，这说明竞争者的存在不但不会导致对方灭绝， 而且还有利于对方生存繁衍。 我认为导致生物在短期内大灭绝的必备因素： 1、恐龙等生物遍布全球，因此，生物的区域性灭绝理论无法解释全球性的灭绝。由于 地球表面全被大气包围着，中生代大气中的 C02 比新生代浓度高大约 10

7、倍，因此，只有 大气成分的变化才能影响地球表面的每一个角落，生物将无处避难，才会导致全球性的生 物大灭绝。 2、要让一个遍布全球的庞大种群在短期内彻底灭绝，不但要全球性的灾难性变化，而 且还要快速变化，否则会给幸存者留下适应性进化的机会，使种群恢复壮大，就像 1950 年， 在澳洲实施细菌战来消灭成灾的野兔，当年死亡 99.8%，但幸存下来的 0.2不久又迅速繁 殖开来。 纵观地质与生命的演化史发现： 1、每次物种大灭绝总是发生在地壳激烈运动的地质环境重大变革的转折点。 2、每次大灭绝都有大规模火山喷发。 3、在次已知的地球生物大灭绝，大气中二氧化碳浓度都位于高峰。 4、每次大灭绝都有气温急剧

8、下降，气温急剧下降意味着大气中 CO2 浓度也会急剧下 降。史坦利指出在十一大灭绝中，前寒武纪时代、奥陶纪、泥盆纪、白垩纪及始新世发生 的灭绝灾难均有证据显示，在它们的后期极区的大陆冰河相当发达。在五大灭绝事件中， 不但残留著大陆冰河的沉积物。 5、大灭绝的发生是突然性的性。哈佛大学的古生物学家查尔斯马歇尔(Charles Marshall)等人用了一种统计方法来分析化石的分布证明，那些过去看起来像是逐渐灭绝的、 数量最丰富的较大型海洋动物欧洲的菊石(ammonite，与具有壳室的鹦鹉螺有亲缘关系 的软体动物化石)其实是在 K/T 界线突然消失的，而不是连贯的。 综上所述，我以 6500 万年

9、前后的地球板块对比分析发现：板块运动先触发了大规模火 山喷发，使大气 CO2 浓度逐渐上升，气温升高。火山喷发期并不是人们想象那样天降酸雨 和海洋酸化，使陆地海洋动植物大量死亡，而是恰恰相反，肥沃的火山灰为陆地和海洋施 肥，使陆地植被繁茂，陆地植物净初级生产量上升。同时海洋营养盐和钙含量量升高，浮 游生物大量繁殖，海洋净初级生产量上升，大量的浮游生物使海洋沉淀了富含钙质的生物 遗体-白垩土（大量白垩土的沉积说明火山喷发可导致浮游生物大量繁殖，而非什么海水酸 化浮游生物灭绝）。地球内部含有大量的铱元素，会随着超级火山喷发带到地表。随后火 山喷发也逐渐停止，同时板块运动逐渐减少了流入两极的温暖洋流

10、，从而导致使气温下降 （导致地球降温的原因也不排除天文学成因说）。 当气温下降到两极开始结冰时，由于冰雪具有比海水大近 10 倍的反光率，尤如扣动 “扳机”的效应，使气温开始快速下降，而低温就会使大气中的 C02 大量快速固定在岩石、 冻土和海底，从而使大气 CO2 的浓度快速下降，使植物来不及进行适应性进化。 生物都共同尊守着适应性进化的原则，环境改变必会使原先物种淘汰，新物种产生。 在食物充足条件下，动物就会往大块头方向进化，反之则淘汰掉。在缺乏 C02 的大气下， 植物光合效率就会下降，如果原本适应在当时的高浓度 CO2 下的植物（考虑到适应性进化， 由于中生代大气的 CO2 的浓度比现

11、代高许多，因此，中生代的植物主要是 C3 植物，而且 比现代的 C3 植物需要更高浓度的 CO2 才能存活），C3 植物（也称三碳植物）在 CO2 迅 速下降而造成光合效率下降时，照样还要进行暗呼吸和光呼吸（C3 植物光呼吸会抵消掉约330%的光合作用，而且 CO2 浓度越低，光呼吸越强），这样就会导致有机物消耗量接近积 累量，因此植物就会大量死亡灭绝，使单位面积净初级生产量大幅度下降。同时，植物为 了对付因食物匮乏导致的动物过度啃食，就会增加难消化的粗纤维和木质素及硅质等成份， 从而导致了消化能的下降，使体型大的恐龙因食物和能量不足，以及体型小的恐龙由于消 化能力差（欧洲野马的灭绝也是因为干

12、旱导致草中的木质素等非营养成份增多，取而代之 的是野牛，因为野牛的消化能力比马强。而爬行动物的消化能力比哺乳动物更差。）和耗 能又大（小型恐龙可能是半温血动物，半温血动物能耗比温血动物大，例如，鸭嘴兽是半 温血动物，每天要吃掉相当自己体重的食物）选择性地灭绝了。 支持证据: 1、气温下降会导致大气中的 CO2 浓度下降，而据英国地质调查局等科学家研究认为， 地球两极在白垩纪末期的温室环境下仍然可能发生冰川作用。 2、赵资奎等发现 K/T 交界过渡的大约 15 万年时间内大气有较高浓度的 CO2 和恐龙以 C3 植物为主食（赵资奎，严正，广东南雄盆地白垩系-第三系界线剖面恐龙蛋壳稳定同位 素记录

13、）。 3、白垩纪末没有发现一个体重超过 25kg 的动物化石和在恐龙灭绝的 K/T 层碳同位素 12/13 比例研究也都表明当时陆地和海洋植物净初级生产量快速大幅度降低。 4、中科院南京地质古生物所王永栋说，根据他们通过对距今约 1.45 亿年6500 万年前 的白垩纪二氧化碳浓度变化研究发现，白垩纪在整体上二氧化碳水平相对较高，但并非均 一不变。白垩纪早期的温度、二氧化碳浓度偏低，中期突然升高，晚期又降低。地质学家 研究发现，在白垩纪中期，大西洋靠近赤道地区的平均温度达到了 42，但是随着二氧化 碳浓度快速下降，气温也随之“大跳水”，到了白垩纪晚期最低的时候只有 2.2。 那么，净初级生产量

14、与生物大爆发有什么关联？ 生物进化到具备了产生各种器官（相当于一部汽车的各个部件，如发动机、轮子等等） 的基因，如眼睛、皮肤、肌肉、骨骼和肝脏等等，再加上 Hox 基因（Hox 基因是一种“同 源异形”基因，是动物形态蓝图的设计师，该基因发生较小的突变，就会使动物外形发生 重大变化，结果导致了动物身体结构的多姿多彩），就可以在短时间里产生各种形态和功 能各不相同的动物。但是，光具备产生各种器官的基因和 Hox 基因，还是不能产生生物的 多样性，因为同是热带，热带雨林净初级生产量最大，生物种类最繁多。而热带沙漠净初 级生产量最少，生物种类稀少，据此我的结论是：净初级生产量越大，物种就越多。 到了

15、寒武纪，由于地球板块运动，陆地面积又缩小了，海洋面积扩大了，因为海水比 陆地更易吸收阳光和存储热量，气温也开始上升，当气温上升到两极冰盖融化时，由于失 去了冰雪的强烈的反光作用，尤如“扳机”效应，就会使气温开始快速上升，海水上涨， 空气湿度上升，CO2 和 CH4 也大量从海里冒出，不断加强的温室效应使地球进入了一个高 温和高浓 CO2 的时期。高温使水蒸发加快，降雨量上升，高浓 CO2 使岩石快速风化，解 离出的磷等元素被大量的雨水冲入海洋，再加上海水对流交换加强，使表层水富含养分。 1g 磷就可以培育出 100g 藻类，于是藻类增殖加快，为了获的更多的碳水化合物来充实快 速增殖的藻类，这就

16、迫使了光合系统的飞跃进化，随着光合效率的不断上升，生产者就制 造出了大量 O2 和有机物，使净初级生产量大幅度上升。 由于净初级生产量的大幅度上升，就有了足够的食物养活大量的消费者，于是少数物 种的数量剧增，这样，海洋中的生物和细胞（包括生殖细胞）的总数也剧增了，DNA 的突 变率在各个细胞的总和也剧增了，从而导致了生物进化速度的加快。由于在单位面积和空 间里的生物的个体密度较大，捕食与被捕食的概率也上升了，为了逃避与捕食，导致装备 竞赛的不断升级，多数动物披上了硬壳的装甲。随着物种增多和密度上升，使竞争变的非4常激烈，为了更好地生存和繁殖，这也促进了更多的有各种生存本领的物种的出现。于是 物种几乎呈几何速度爆增了。 北极冰盖的面积已逐年减少，如果北极冰盖大部分融化掉，由于失去了冰雪的反光作 用，犹如扣动枪的“扳机”，气温会进一步快速升高，冰川、海底、冻土和岩石就会释放 出大量的温室气体 CO2 和 CH4，反馈式地促使全球温度迅速上升，气候会变得和中生代一 样高温高湿和高 CO2，很多物种将无法适应这种剧变，全球生态会迅速崩溃，爬行动物开 始繁盛，哺乳动物会大量