茸毛护体让恐龙躲过三叠纪末的火山冬季 

 

三叠纪末产生的一次生物大灭绝事情，导致很多陆地生物灭绝，但恐龙却躲过一劫，并敏捷占有生态主位，称雄侏罗纪和白垩纪世界。形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，并于灾后敏捷发展？

近年，中国科学院南京地质古生物研讨所博士沙金庚和房亚男，与美国哥伦比亚大学教授Paul Olsen等合作，对我国新疆准噶尔盆地郝家沟剖面陆相晚三叠世至早侏罗世地层进行了高分辨率的丈量和研讨，发现中心大西洋超级火成岩省喷射形成的火山冬季是导致三叠纪末陆地生物大灭绝的主要原因；结合系统发育支架法，初次提醒具有保温功用的茸毛和早已习惯于极地冰冷的气候是恐龙躲过三叠纪末火山冬季并敏捷占有侏罗纪生态主位的主要原因。

恐龙开始习惯酷寒气候

晚三叠世至早侏罗世前期是地球历史上典型的温室时期，大气二氧化碳浓度抵达1000-6000ppm，地球南北极不存在冰川，森林覆盖一直抵达潘吉亚大陆的南北南北极。

但此次，研讨团队初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堆积。研讨人员分析，冰筏堆积或许是由于冬季靠岸湖水结冰时冻结湖底的砂砾，春季湖冰融化，一部分冰携带冻结的砂砾漂浮至湖中心，至彻底融化后将其释放而堆积于深湖泥中；也有或许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。

“冰筏堆积指示即使在南北极无冰川的温室地球时期，极地也存在季节性的结冰。”沙金庚说。

巧合的是，研讨团队还初次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巧的恐龙足迹化石。“这标明晚三叠世至早侏罗世恐龙生活于极区域域，并习惯极地季节性的酷寒气候。”沙金庚解释。

恐龙茸毛最初用于保温

研讨人员还发现一个有意思的现象，部分非鸟类兽脚类恐龙和基干类食草性的鸟臀目恐龙都有茸毛。“依据系统发育支架法，我们推断恐龙天然生成具有茸毛，可是这些茸毛不必于翱翔。”房亚男说。

此外，恐龙的茸毛结构和翼龙的茸毛结构相似，从而可以推断整个鸟跎类都天然生成具有茸毛。研讨团队以为这些原始的茸毛最或许的用途是用于恐龙乃至整个鸟跎类的保温。

晚三叠世，恐龙的分布具有显着的纬向性，特别是食草性的恐龙主要分布于中、高纬度区域；低纬度区域则以非恐龙类和非初龙类的初龙型类，如半水生的植龙目和拟鳄亚目为主；尽管食肉型的恐龙也存在于低纬度区域，可是占有的群体非常小。

低纬度区域以食草和食肉性的拟鳄亚目为主，缺少食草性的恐龙，标明在低纬度区域食草性的恐龙竞赛不过食草性的拟鳄亚目。研讨团队以为这一竞赛结果或许与热带区域多变且不可预测的植物资源和动物推陈出新的速率息息相关，具有高推陈出新速率的食草性恐龙无法竞赛过推陈出新速率较低的食草性拟鳄亚目。相反，在中、高纬度区域，食草性的拟鳄亚目显着少于食草性的恐龙，研讨团队以为具有保温功用的原始茸毛确保了食草性恐龙可以抵御中、高纬度的冷冬，从而独享中、高纬度丰富且安稳的植物资源，而没有茸毛保温的拟鳄亚目因无法抵御中、高纬度的冷冬而无法生存。

火山冬季形成三叠纪晚期陆地生物灭绝

一般以为，中心大西洋超级火成岩省的喷射是形成三叠纪末生物大灭绝事情的导火线。超级火山喷射释放的很多二氧化碳导致的全球升温、海洋酸化和缺氧等被以为是形成海洋生物灭绝的原因。

“全球升温应该会形成四足动物和植物向高纬度区域搬迁，但实际上，高纬度区域的四足动物，特别是基干蜥脚类恐龙不仅在灭绝事情中存活下来，更是在事情后搬迁到低纬度区域，而热带区域的大型初龙型类，包含植龙和拟鳄亚目几乎全部灭绝”，房亚男表明，超级火山喷射首先形成的火山冬季是形成陆地生物灭绝的首要要素。

基于我国准噶尔盆地的冰筏堆积和恐龙足迹化石记录，该研讨证明有茸毛保温的恐龙自晚三叠世初次出现起就习惯了季节性的冰冷气候，这帮助它们成功度过三叠纪末中心大西洋超级火山喷射形成的火山冬季；而大部分没有茸毛保温的其他初龙型类动物则灭绝于火山冬季，仅少量体积比较小的一些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情后恐龙体积、数量和地理分布敏捷增加，从此恐龙敞开了长达1.3亿年的地球陆地霸主年代。”沙金庚说。