珊瑚個體變小適應晚古生代大冰期陸源碎屑輸入

近期，中國科學院南京地質古生物研究所副研究員要樂等人通過系統研究，揭示了晚古生代大冰期起始時期陸源碎屑輸入與造礁珊瑚個體大小變化的關系。相關研究成果5月24日在線發表于英國《皇家學會會刊B輯》。

“當今陸源碎屑輸入對海洋珊瑚礁造成了嚴重影響，常常伴隨造礁珊瑚的死亡或形態變化。”要樂說，“地質歷史時期也發生了類似的現象，但目前關于造礁珊瑚面對陸源碎屑輸入如何響應的認識，還不清楚。”

據了解，晚古生代大冰期是地球上自動植物繁盛以來唯一一個與現代大氣CO₂濃度相近的時期。因此，對晚古生代海洋生物—環境演化的研究可以為當今海洋生態系統演變提供借鑒和啟示。

在密西西比亞紀中—晚期（維憲期—謝爾普霍夫期）發生了顯著的海西造山運動和陸地植物繁盛，它們共同導致了該時期陸地化學風化作用加強和陸源碎屑和營養物質輸入增加，進而導致全球氣候急劇變冷和海平面降低。

最新研究發現，在維憲晚期腕足類殼體氧同位素發生了一次顯著正偏，進而表明該時期古海水溫度明顯降低，可能代表了晚古生代大冰期主幕的開始。另外，該時期海洋珊瑚礁系統也發生了崩潰并伴隨底棲生物多樣性的降低。

“對密西西比亞紀中—晚期造礁珊瑚形態大小的研究，可以為當今陸源輸入影響下造礁珊瑚的演變趨勢提供新認識。”要樂告訴《中國科學報》。

要樂等人對我國貴州雅水、湖南馬欄邊、安徽王家村和內蒙古尖山子四條不同沉積相剖面謝爾普霍夫期全球廣布的造礁珊瑚Aulina rotiformis和Lithostrotion decipiens的個體、大小、參數（單骸直徑、橫板帶直徑和隔壁數）進行了統計，并對造礁珊瑚和圍巖進行了元素含量研究。

研究結果顯示，在謝爾普霍夫期，空間上從華南板塊的淺水開闊碳酸鹽巖相、碳酸鹽巖—碎屑巖過度相、到淺水碎屑巖相，造礁珊瑚個體逐漸變小，并伴隨珊瑚圍巖中硅、鋁、磷元素含量的明顯增加。

要樂說：“在長尺度上，我們基于中國、西歐和北非地區密西西比亞紀中—晚期造礁珊瑚Lithostrotion decipiens和Siphonodendron pauciradiale的個體大小數據發現，造礁珊瑚個體在維憲晚期明顯減小，這與晚古生代冰期主幕開始伴隨的陸地風化作用增強和陸源碎屑輸入增加相一致。”

“我們的研究認為晚古生代大冰期起始與陸源碎屑和營養物質輸入增加是控制造礁珊瑚表型可塑性變化的主要因素，它們可以通過個體變小來適應晚古生代大冰期伴隨的古環境變化。”要樂總結分析道，“研究還發現具有較強表型可塑性的造礁珊瑚，即可以使個體變小的造礁珊瑚可能更加適應當今陸源碎屑輸入、水體缺氧等環境變化。”

造礁珊瑚化石 受訪者供圖

相關論文信息：https://doi.org/10.1098/rspb.2023.0220