早在人类、恐龙、昆虫甚至树木出现之前，一系列不幸事件就曾威胁要终结地球上的生命。
在奥陶纪时期，大约4.85亿至4.44亿年前，海洋生物多样性爆发式增长。三叶虫和软体动物在海底爬行，浮游生物般的滤食动物漂浮在所有深度，珊瑚和藻类繁盛。无颌鱼，也许是我们最古老的祖先，在浅海泻湖和三角洲中漂流。生命也可能在这一时期首次登上陆地。一些研究人员推测，奥陶纪的绿藻可能在菌根真菌的帮助下迁移到岸边。
然而，在大约4.45亿年前的某个时候，85%的物种在相对较短的140万年内灭绝。这种前所未有的物种消亡现在被称为地球上的第一次大灭绝，即奥陶纪末大灭绝，或简称为LOME。许多研究人员投入了大量时间甚至毕生精力来揭示灭绝的深层原因。但谜团的碎片仍未拼凑完整。
“你可以想象，试图推断4.45亿年前环境中究竟发生了什么是一个相当不精确的过程，”古生物学家查尔斯·米切尔说。“但我们确实能清楚地辨别出一些事情。”
奥陶纪灭绝的原因
在大灭绝发生前后，地球气候经历了一系列显著变化。一段时期的变暖和海平面上升之后是冰河时代。冰川覆盖了古老的超大陆冈瓦纳的大部分地区，这片大陆构成了现代所有主要大陆的一部分。最终，冰河时代再次让位于变暖。
这些气候变化扰乱了当时氧、碳和氮等营养物质在海洋中的循环方式。
“当你从温室条件转变为冰室条件时，海洋环流模式会发生重大变化，”米切尔说。
一种主要理论认为，第一波灭绝发生在冰河时代开始时。食物链底部的生物，藻类和蓝藻，可能难以适应更寒冷的气候。同一理论将第二波灭绝与冰河时代结束联系起来。变暖的温度可能导致了全球性的“藻华”，就像今天湖泊和河流中富营养废水引起的藻华一样。
蓝藻的这种快速增殖可能导致了海洋的缺氧，科学家们在地质记录中观察到了这一点。
第二种理论已获得一些支持，将两波灭绝都与夹在冰河时代前后的温暖时期联系起来。在2020年的一篇论文中，两位地质学家断言，大规模火山喷发也可能是一个主要因素。
“LOME并非是‘五大’灭绝中唯一一个起源于冷却的特例，它与其他灭绝相似，也是由火山活动、变暖和缺氧引起的，”他们写道。
奥陶纪物种
虽然科学家们在未来几十年里仍会激烈辩论其原因，但灭绝的结果却更加清晰。所有主要的奥陶纪生物群都受到了影响——三叶虫、腕足动物和苔藓虫大量消亡。然而，尽管随后的几次大灭绝选择了广泛的赢家或输家类别，但LOME期间，几乎每个主要生物群中都有一些物种幸存下来。在奥陶纪之后的志留纪时期，这些幸存者重新繁衍了海洋。
米切尔的大部分工作都集中在一个受到灭绝特别严重影响的滤食动物群——笔石。这些管状生物在奥陶纪海洋中非常丰富。
“它们是浮游生物，所以它们直接摄食藻类，而藻类位于食物链的底部，”米切尔说。“因此，它们有点像煤矿里的金丝雀。”
通过查阅数千块笔石化石，米切尔和他的同事们发现了一些奇怪的事情。这些生物在与大灭绝事件相关的急剧下降之前很久，就已经在缓慢地消亡。
“笔石在大的消亡脉冲之前很久就开始灭绝了，”米切尔说。“这意味着，导致这种转变的原因必然是一个更长期的事件。”
换句话说，缓慢的渐进变化最终导致了快速衰退。在这里，米切尔看到了与当前人类引起的全球生物多样性变化的相似之处。在过去的一个世纪里，脊椎动物物种的灭绝速度是工业化前平均水平的100倍。随着全球气温上升，这种速度预计还会增加。
“看起来一切都在可预测地发生，然后你就跌落悬崖，”米切尔说。“现在，我们仍处于渐进变化的阶段。我们不能被愚弄，认为这是可以控制的。”
