我们星球上一些如今可以减缓温室气体含量的物种的演化，曾经却给地球上的大部分生命带来了致命打击。根据最近发表在《GSA Bulletin》上的一项研究，大约在 4.19 亿年前，大型树木的演化可能导致了一系列持续了约 6000 万年的大规模灭绝事件。
“当我们想到大规模灭绝事件时，我们想到的是来自天空或太空的东西，”英国南安普顿大学地球化学家、该研究的作者之一 Jessica Whiteside 说道。但在此案例中，所谓的泥盆纪大灭绝可能是由地下的东西——事实上是根系——引起的。
“这些根系充当了第一批有机碳工厂，”Whiteside 说。“人类并非第一个严重改变地球的生命形式。”
泥盆纪
泥盆纪是古生代的一个时期，持续了大约 6000 万年——从大约 4.19 亿年前到大约 3.59 亿年前的石炭纪初期。研究人员早就知道，泥盆纪发生了一系列大灭绝事件，估计消灭了该时期 70% 到 80% 的动物物种。在这个时代的开始，盾皮鱼（一类史前鱼类）仍然普遍统治着海洋。这些巨大的鱼类具有良好的盔甲，根据化石遗迹，研究人员估计一个物种长达近 30 英尺。“主要的捕食者是这些怪物鱼，”Whiteside 说。“它们拥有推土机一样的头部，拥有两排牙齿像断头台一样，它们早餐就吃鲨鱼。”
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与此同时，陆地生命一直在进化。虽然在泥盆纪之前就已存在植物，但已知最早的例子是微小的、针尖大小的有机体。但在泥盆纪，植物已经进化成了树木——这些第一批树木，属于*Archaeopteris*属，根据 Whiteside 的说法，它们的高度可以达到 130 英尺。任何如此高大的东西都需要一个支撑系统来支撑。“地上的大树需要地下的深层根系来平衡，”Whiteside 说。
复杂的根系开始发展，随着时间的推移，随着陆地生物的死亡，这也导致了土壤的形成。不幸的是，对于盾皮鱼和海洋及淡水中的许多其他物种来说，这些土壤覆盖了地球的表面非常薄，以至于大部分都相对容易地冲刷到河流和海洋中。Whiteside 说，物种的灭绝估计还包括当时 99% 的珊瑚礁。
在这项最新研究中，Whiteside 和她的同事们检查了在格陵兰岛和苏格兰近海岛屿的古代湖泊和河流中发现的磷化石痕迹。磷是土壤的常见成分，Whiteside 的团队利用模型来估算根据他们在古代湖泊化石沉积物中发现的磷含量，有多少磷进入了海洋。
虽然磷是藻类和其他生物的营养物质，但过量的磷也会带来问题：大量的磷会引起巨大的藻华。当这些生物和其他生物进行光合作用时，它们会从水中去除氧气，产生所谓的“死亡区”，鱼类和许多其他海洋生物无法生存。
Whiteside 的团队运行的模型显示，磷的含量可能足以在湖泊和海洋中产生大片死亡区。Whiteside 说，这可能导致盾皮鱼物种灭绝，因为死亡区不断扩大，这些大型生物开始失去它们赖以捕食的空间。
这种情况并非只发生了一次。在泥盆纪的数百万年里，营养物质的含量增加了几次，这与我们拥有的该时期各种灭绝事件的大致日期相符。“磷脉冲似乎不断地被倾倒入海洋，导致了这些藻华，”Whiteside 说。
发生这种情况多次的原因很可能是由于植物进化的方式。在这段时期的数百万年里，植物逐渐进化出不同的特征，使它们能够突然地在更多的陆地上定居。当它们在这些脉冲期间迅速扩张时，它们导致了海洋和淡水中的连续大规模死亡。
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树木还可能导致了影响地球生命的混乱天气模式。更多的植物意味着更多的碳储存，这可能导致了极端降温时期。“在泥盆纪晚期的漫长时间尺度上，存在长期的极端变暖周期，这些周期被短暂的冰期气候扰动所打断，二氧化碳骤降，冰盖形成——延伸到低纬度和陆地上，相当于田纳西州一带，”Whiteside 说。“世界可能经历了繁荣和变暖，导致了生物体的剧变，但地球也因此而冰封；确实是世界末日。”
新的开始
直到大约 3.59 亿年后，泥盆纪的混乱才开始平息和正常化。随着更先进的根系发展，土壤变得更深，将更多的磷保留在陆地上，并限制了海洋中的死亡区。“磷循环得以推进，”Whiteside 补充道。
但地球再也回不到从前了。根据 Whiteside 的说法，盾皮鱼可能曾经捕食海百合，但在前者消失后，成片的海百合开始更常见地出现。与此同时，幸存的鱼类，如鲨鱼和硬骨鱼，开始繁衍。“那些真正酷炫、奇异的生物都灭绝了，”她说。
尽管这些灭绝事件发生在数亿年前，当时地球的面貌与今天截然不同，但 Whiteside 说，今天可能正在发生类似的事情——这一次，是由于人类在海洋中造成的死亡区。与泥盆纪磷的增加类似，农业径流和污水也含有高水平的磷。这些营养物质的涌入今天也会在我们的海洋中引发藻华，这与形成大片无氧死亡区的现象相关。
“海洋生物窒息而死，”Whiteside 说。“这是来自过去的教训之一，现在正在发生非常类似的事情。再一次，生命是罪魁祸首。”
