地大研究团队发现大个体有孔虫灭绝风险更高

地大新闻网讯（记者 王俊芳）近日，我校宋海军教授团队的研究成果《在过去和未来大灭绝中大型有孔虫面临更高的灭绝风险》发表在《科学-进展》（Science Advances）上，并登上该杂志封面。地球科学学院2021级博士生冯艳为论文第一作者，宋海军教授为通讯作者。

《科学-进展》封面

地球历史上曾发生过五次大规模灭绝事件，导致了大量物种消失，极大地影响了地球的生物多样性。在全球气候变化和环境污染日益严重的今天，保护海洋生态系统愈加迫切。越来越多的数据表明，现在可能正面临“第六次大灭绝”。 与过去的灭绝事件不同，这次大灭绝主要是由于人类活动引起的，包括栖息地破坏、过度捕捞、污染和气候变化等。化石记录显示，一些物种比其他物种更易面临灭绝风险。宋海军教授团队完成的这项研究，利用深时全球有孔虫大小数据，揭示了在过去大灭绝事件和现代灭绝风险中海洋原生生物有孔虫大小与灭绝风险之间的关系。

显生宙五次大灭绝

有孔虫（Foraminifera）是一种单细胞海洋原生生物，广泛分布于全球海洋中，具有超过5亿年的悠久演化历史。它们的外壳呈多种形态和大小，通常由碳酸钙构成。有孔虫在海洋生态系统中扮演着重要角色，参与碳循环并为许多海洋生物提供食物来源。最重要的是，有孔虫有着广泛的地质记录，从寒武纪延续到现代，为揭示大小演变与灭绝的关系研究提供丰富的化石材料。

各种各样的有孔虫

生物大小，是生物最直观的表型特征。大小会影响生物的新陈代谢和生长速率、生活史（如寿命和繁殖率以及生态属性）。大个体生物的相对表面积较小，因为新陈代谢速率较低，生长速率较慢。在背景灭绝时期，大个体生物有着更强的生存优势，如地理分布范围更广，资源更丰富，更有利于生物的生存。然而，这项研究发现，对于原生动物有孔虫来说，大灭绝时期打破了这种一致性，出现了生物越大，灭绝风险更高的现象。

大个体的有孔虫在五次大灭绝和现代生态危机中灭绝风险更高

研究团队收集了12701个样本数据，涉及晚泥盆世弗拉斯阶—法门期大灭绝事件、中—晚二叠世灭绝事件、二叠纪末大灭绝事件、三叠纪末大灭绝事件、白垩纪末大灭绝事件和现代灭绝风险，结果发现有孔虫表现出明显的体型依赖性，体型较大的有孔虫在过去的灭绝事件中更容易灭绝。具体来说，在中—晚二叠世灭绝事件、二叠纪—三叠纪和白垩纪—古近纪大灭绝事件中，大型有孔虫的比例超过50%，呈现出明显的大有孔虫灭绝风险更高的现象；而在其他灭绝事件中这一比例低于45%，尽管这种选择性并不显著，但仍存在大有孔虫优先灭绝的趋势。

有孔虫在五次大灭绝事件前和现代大小分布，可以看出在中二叠世、晚二叠世、晚白垩世、现代有孔虫个体较大，且大小分布范围更宽

研究人员首次利用扩散模型探究有孔虫体内氧气的传输。研究发现，在海水氧含量较低的条件下，氧气难以扩散到大型有孔虫的细胞中心，这解释了为什么这些大型生物更容易灭绝。大型有孔虫由于其较小的表面积与体积比，使得氧气无法有效地扩散到细胞内部，导致在低氧/缺氧环境中更易灭绝。这一发现对于理解现代海洋生物在面对全球变暖反应具有重要意义。全球变暖正导致海洋脱氧，海水氧含量降低将直接威胁海洋动物的生存。该研究结果表明，类似有孔虫这种以扩散方式获取氧气的动物，将面临更严重的危机。

根据氧气在有孔虫细胞中的分布，个体越大的有孔虫，氧气越难进入到细胞内部

面对日益加剧的海洋缺氧和环境污染问题，保护大型有孔虫刻不容缓。研究团队呼吁国际社会加强对海洋环境的保护，减少工业和农业污染，积极控制碳排放应对气候变化，以保护海洋生态系统的多样性和稳定性。保护大型有孔虫不仅是保护一种海洋微生物，更是保护整个海洋生态系统的重要一环。（审稿 陈华文）