最慘烈的一次生物大滅絕后，僅300萬年，海洋生態竟神速“重啟”

▲上圖：約2.49億年前形成的最早海洋四足動物生態系統。一群體型較小的魚龍形類爬行動物——長吻格里皮魚龍（Grippia longirostris）正在捕食外形類似魷魚的菊石類（位于畫面中央）。遠處，一群硬骨魚正在覓食，其中包括博雷索魚（Boreosomus）和劍魚形魚類索里克提斯（Saurichthys）。這些古老海生爬行動物和魚類的化石，如今保存在斯瓦爾巴群島的斯匹次卑爾根島。圖片來源：羅伯特·巴克（Robert Back）。

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出品 | 海潮天下

2.52億年前，地球經歷了生命史上最慘烈的一次大滅絕，海洋幾乎被“清空”了。長期以來，人們相信，這樣的崩潰之后只可能是漫長的恢復過程。但在北極斯匹次卑爾根島，一層不起眼的巖石中埋藏著完全不同的答案：距離大滅絕結束僅約300萬年，復雜的海洋生態系統已經重新出現，甚至孕育出了體長超過5米的頂級捕食者！這些化石，正在迫使科學家重新審視生命復蘇的速度與方式。

大滅絕后僅300萬年，5米長巨獸已稱霸海洋，

教科書要改寫了

在地球生命演化史中，二疊紀末期的大滅絕始終占據著一個特殊的位置。大約2.52億年前，劇烈的氣候變化、海洋缺氧和火山活動疊加在一起，造成了生物大滅絕。

當時，現今俄羅斯境內的西伯利亞暗色巖（Siberian Traps）發生持續噴發，釋放的海量溫室氣體導致全球氣候劇變。赤道附近的表層海水溫度一度超過40°C，酸化的海水和極度缺氧的環境，曾經讓高達95%的海洋物種消失。

▲上圖：大約在2.52億年前，地球經歷了一場被稱為“二疊紀末大滅絕”的災難，這是地球歷史上五次大規模滅絕事件中最慘烈的一次。目前科學界公認的罪魁禍首，是位于現今俄羅斯境內的西伯利亞暗色巖（Siberian Traps）大規模火山噴發。這不是普通的火山爆發，而是一場持續數十萬年、覆蓋數百萬平方公里的巖漿洪流。火山噴發向大氣中釋放了巨量的二氧化碳和甲烷，引發了失控的全球變暖。上圖是新南威爾士州弗雷澤海灘的二疊紀–三疊紀邊界。攝影：Dippiljemmy（攝于2021年）

面對如此徹底的崩潰，過去，科學界長期認為，海洋生態系統的恢復，必然是一個非常非常漫長、非常非常遲緩的過程，復雜的食物網需要數百萬年才能重新建立。

數百萬年，是個啥概念？作為參照，我們來對比一下人類演化——現代人類（智人）出現至今大約也只有區區30萬年。400萬年的尺度，大約相當于從南方古猿（能直立行走、但還很像猿）演化到現代文明人的全過程。

好了，言歸正傳。如今，來自北極地區的一處化石發現，正在改變之前的這一判斷。

在斯瓦爾巴群島的斯匹次卑爾根島，研究人員發現了一層異常密集的海相化石層。這里如今雖說是寒冷荒涼，但在約2.49億年前，卻是一片生物活動頻繁的淺海環境。

科研團隊在這一地區系統采集了超過30000件化石標本，包括魚類鱗片、鯊魚牙齒、海生爬行動物和兩棲動物的骨骼，以及少量糞化石。這些零散卻彼此關聯的遺骸，拼合出了一個結構完整、生物多樣性豐富的海洋生態系統，而它出現的時間，距離二疊紀末大滅絕僅約300萬年。

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▲上圖：瑪米亞山（Mount Marmier，挪威語稱作 Marmierfjellet）位于北極圈內的斯瓦爾巴群島（Svalbard），具體座落在該群島最大的島嶼——斯匹次卑爾根島（Spitsbergen）的中部。歷經數百萬年的構造運動，曾經深藏于海底的遺跡，如今已赫然矗立在瑪米亞山（Mount Marmier）的山坡之上。?奧斯陸大學（University of Oslo）

這批化石，并非一蹴而就地進入研究視野。

它們最早在2015年被發現，隨后經歷了近10年的野外發掘、實驗室清理和分類鑒定。

研究人員采用網格化采樣方式，在36平方米的范圍內逐塊記錄化石分布，總共回收了約800千克巖石與化石混合物。正是這種近乎“考古式”的工作方法，使得這處化石層具備了可靠的時間和生態意義。

斯匹次卑爾根在古生物學中的重要性，跟它獨特的地質背景是密不可分的。這里，保存著連續的早三疊世海相沉積巖，巖層形成于當時覆蓋中高緯度地區的一片廣闊海域，邊緣與泛大洋相連。細粒沉積物，快速地掩埋了生物遺骸，使得不同類群能夠在同一層位中被共同保存，為重建古生態系統提供了罕見條件。

（圖文無關）▲上圖：此處是位于斯匹次卑爾根島的主要城鎮朗伊爾城（Longyearbyen）的上坡處的一片布滿化石的山谷，王敏幹教授攝于2005年。此處山谷距離本研究涉及到的骨床所在處馬米爾山（Marmierfjellet），直線距離不遠。?攝影：王敏幹（John MK Wong） | 海潮天下（Marine Biodiversity）

從化石組合來看，這片海域的生態結構，應該說已經相當成熟了。

硬骨魚數量眾多，處于食物網的中低層；鯊魚以及多種海生爬行動物則占據更高營養級。尤為特別的，是魚龍類的多樣性——既有體長不足1米、以頭足類為食的小型物種，也有體長超過5米的“頂級捕食者”，顯示出明顯的生態分化。與此同時，還發現了與現代鱷類有親緣關系的主龍形類爬行動物，這說明，當時的海洋并非由單一類群主導，而是多個脊椎動物類群并存。

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(圖文無關) ▲上圖：魚龍的進化示意圖。?Linda Wong 攝于國家自然博物館 | 海潮天下（Marine Biodiversity）

（圖文無關）▲上圖：斯瓦爾巴博物館中的化石展示品，可能源自一種短鰭魚龍。?攝影：王敏幹（John MK Wong），攝于2005年 | 海潮天下（Marine Biodiversity）

這些證據表明，在大滅絕結束后的短時間內，海洋已經恢復了多層級的捕食關系。食物鏈不再是簡單的線性結構，而是由多種捕食者和獵物交織而成的網絡。

這一景象，與傳統教科書中描述的“緩慢復蘇階段”并不相符。

進一步的比較研究顯示，斯匹次卑爾根這處化石層，是目前已知早三疊世海生脊椎動物中物種最為豐富的地點之一。這也帶來一個新的思路——陸生脊椎動物向海洋環境的擴展，可能并非完全發生在大滅絕之后。某些類群，在災變之前，可能就已具備進入海洋的能力；而生態系統的“清空”，反而為它們提供了更廣闊的空間、使這一轉變在短時間內迅速完成。

從這個角度看，二疊紀末大滅絕，并非只是生命的低谷，它同時也是一次深刻的生態重組。舊有的競爭關系被打破了，新的生態位迅速出現，推動了海洋脊椎動物的快速多樣化。

斯匹次卑爾根的化石記錄，正是這一過程的直接見證。

如今，這些化石已在挪威和瑞典的自然歷史博物館中展出。它們所講述的故事提醒人們，生態系統在極端沖擊之后的恢復路徑，遠比“緩慢重建”這一簡單模型更加復雜，也更加出人意料。

負責這項研究的奧布里·羅伯茨（Aubrey Roberts）博士表示，目前的挖掘僅觸及了這處骨床的冰山一角。接下來，團隊計劃通過CT掃描分析糞便化石的內部細節，并深入研究各種牙齒形態。這些微小的細節將幫助今人更準確地還原那個在大滅絕“廢墟”迅速崛起來的新世界。

感興趣的“海潮天下”（Marine Biodiversity）讀者可以參看該研究的原文：
Aubrey J. Roberts, Maciej Rucinski, Benjamin P. Kear, ?yvind Hammer, Victoria S. Engelschi?n, Thomas Holm Scharling, Rudi B. Larsen, J?rn H. Hurum. Earliest oceanic tetrapod ecosystem reveals rapid complexification of Triassic marine communities. Science, 2025; 390 (6774): 722 DOI: 10.1126/science.adx7390

二疊紀末大滅絕（End-Permian Mass Extinction）

二疊紀末大滅絕，約發生在2.52億年前，是地球歷史上最嚴重的生物滅絕事件，通常被稱為“大死亡”（Great Dying）。這一事件導致了超過90%的海洋物種、約70%的陸地物種滅絕，幾乎摧毀了當時的生命形式。科學家認為，二疊紀末大滅絕的原因復雜，主要包括劇烈的溫室效應、海洋缺氧、大規模火山噴發引發的全球氣候變化、酸化的海洋環境等。這場災難重塑了地球的生態格局，為后來的恐龍時代、現代生物群落的形成創造了機會。

斯匹次卑爾根骨床（Spitsbergen Bonebed）

斯匹次卑爾根骨床（Spitsbergen Bonebed）是指位于北極斯瓦爾巴群島中斯匹次卑爾根島上的一處極其豐富的化石富集層。在古生物學中，“骨床”通常形容那些化石密度極高、像骨頭鋪成的床一樣的地層，而這一處遺跡，地理位置和科學價值都非常特殊。它形成于約2.49億年前的三疊紀早期，距離地球歷史上破壞力最強的“二疊紀末大滅絕”僅過去約300萬年。在漫長的地質時間尺度上，300萬年只是轉瞬之間。因此，這處骨床就像是一個“時間膠囊”，記錄了地球生命在遭遇毀滅性打擊后最初的復蘇樣貌。

生態重置（Ecosystem Reset）

生態重置（Ecosystem Reset）指的是在大規模生態災難或環境劇變之后，生態系統經歷的一種重新建立與恢復過程。通常，這種災難性事件如大滅絕、氣候劇變或大規模火山活動，極大改變了原有物種和生態結構，導致大量物種滅絕或生態功能喪失。生態重置是生態系統適應新環境條件的過程，新的物種開始取代滅絕物種，食物鏈和生態關系逐步恢復甚至重建。這個過程通常會創造出新的生態機會，并為物種的進化提供新的舞臺。在二疊紀末大滅絕后的海洋生態系統復蘇就是一個典型的例子，生態重置使得新的生物群落得以快速發展并逐步穩定下來。

舉個不久前的例子來說，2019~2020年，澳大利亞爆發了大規模的森林火災，幾乎摧毀了大片森林，這直接影響了當地白蟻的棲息環境。在災后，白蟻群落開始逐步恢復。研究發現，火災后的土壤條件和植物種類變化促進了白蟻群落的快速重建。盡管短期內白蟻數量有所下降，但隨著植物的恢復和土壤質量的改善，白蟻數量和分布范圍迅速回升。后來根據2019~2021年的生態調查，部分火災后恢復的區域白蟻群落恢復速度接近災前水平，且在部分地區甚至超過了原有的物種多樣性。

又比如說，1998年，由于全球氣候變化引發的海水溫度急劇升高，加勒比海地區的珊瑚礁遭遇了大規模的珊瑚白化事件。在隨后的幾年里，雖然許多珊瑚群落遭受嚴重損失，但一些珊瑚物種表現出了較強的適應性，逐漸恢復、并重新建立了珊瑚礁生態系統。科學家通過長期監測發現，某些具有較強耐熱性的珊瑚物種在白化后展現出更高的生存能力。根據2000~2010年的研究報告，在加勒比海一些受災較輕的地區，珊瑚礁恢復速度較快，有些區域珊瑚群落恢復的物種多樣性達到了原始水平的80%以上。

思考題·拓展思維

傳統觀點認為，陸生動物要改變整個身體構造（比如肢體變鰭、骨骼密度改變、呼吸系統適應）并演化成完全水生的魚龍，通常需要至少數百萬、甚至是上千萬年的積累。如果化石顯示在2.49億年前（即2.52億年前的大滅絕后僅300萬年）就已經存在成熟的巨型魚龍，那么這400萬年的窗口期就顯得極度擁擠了，幾乎不可能完成從“陸地走下海”→“深海霸主”的跨越。讓我們思考一下，作為思路拓展——

Q1、全球復蘇的“非同步性”背后，是否存在避難所效應？該文作者提到，“中國的化石遺址中，顯示出大約800萬年間從二疊紀大滅絕中逐漸恢復的跡象。我們在斯瓦爾巴特島發現的情況則完全不同。”

如果他說的是對的（歡迎反駁，因為筆者懷疑之，至少中國出土的南漳湖北鱷出現在距今2.48億年前，不到他講的大滅絕后800萬年），這種顯著的時間差，是否暗示了在全球大災變期間，高緯度地區因其獨特的地理位置、或洋流循環，充當了某種“生命避難所”？如果復蘇不是全球步調一致的，那么，過去基于單一地區建立的全球演化模型，是否需要進行結構性的重修呢？

▲上圖來源：英國自然歷史博物館的官網報道

Q2、在區區300萬年的地質瞬間，就出現了體型超過五米、具備復雜撕裂牙齒的杯椎魚龍（Cymbospondylus）。這種復雜的解剖結構，究竟是在滅絕后的極速演化產物呢，還是在滅絕發生前就已經在某些未知的邊緣海域完成了進化、只是在大災變后迅速“入侵”并接管了空缺的生態位？換句話講，頂級掠食者的超速演化，是存量幸存呢，還是增量爆發？

▲上圖：南漳湖北鱷（學名：Hupehsuchus nanchangensis）生活在大約2.48億年前的早三疊紀，化石最早在中國湖北省南昌市的地區發現。它的所在動物群，是湖北南漳-遠安生物群，分布于湖北省南漳、遠安縣一帶，繁盛于早三疊世時期，是全球最早的海生爬行動物群之一。該生物群化石種類豐富，以湖北鱷類為代表，伴生鰭龍類、魚龍類、扇槳龍類等海生爬行動物，見證了二疊紀末生物大滅絕后海洋生態的快速復蘇，也是爬行動物早期重返海洋、演化輻射的關鍵化石寶庫，具有極高的古生物與地質學研究價值。?Linda Wong 攝于國家自然博物館 | 海潮天下（Marine Biodiversity）

本文參考資料

https://www.nhm.ac.uk/discover/news/2025/november/fossils-ancient-marine-predators-discovered-arctic-mountain.html

https://www.science.org/doi/10.1126/science.adx7390

https://www.nrm.se/engelska/in-english

https://www.mindat.org/taxon-8656545.html

https://en.wikipedia.org/wiki/Grippia

https://www.nhm.ac.uk/discover/news/2023/april/earliest-ichthyosaur-fossil-discovered-on-remote-arctic-island.html

https://en.wikipedia.org/wiki/Permian%E2%80%93Triassic_extinction_event

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資訊源 | Roberts, Aubrey J., et al. (2025)

文 | 王海詩

排版 | 盧曉雨

時間 | 2026年1月4日

海潮天下

引用本文
王海詩.2.49億年前的北極骨床中，三萬件化石揭開海洋生態“神速”重啟之謎.海潮天下.2026-01-04

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