中伊联合通过生物标志物揭示古海洋生态崩溃之谜

距今约2.52亿年前的二叠纪末期，显生宙最大规模的生物灭绝事件爆发，导致约81%的海洋物种和89%的陆生脊椎动物消亡。伊朗地区在古生代–中生代之交位于特提斯洋西部，海相地层连续发育且保存完好，为研究这一重大事件提供了关键窗口。与特提斯洋东部的华南地区相比，伊朗的记录在对比研究中具有重要意义：通过东西两侧的系统对比，可以更全面地理解特提斯洋及其周缘的环境演变与生物响应。然而，伊朗地区的环境变化与微生物群落演化相较于华南，仍存在许多未解之谜，有待进一步探索。

近期，中国科学院南京地质古生物研究所晚古生代团队博士研究生角升林在研究员张华的指导下，联合团队其他成员和南京大学以及伊朗洛雷斯坦大学同行，对伊朗西北部二叠–三叠系界线Zal剖面开展了高精度生物标志物分析（图1）。相关成果近日发表于国际地学期刊《古地理、古气候、古生态》（Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology）。

研究揭示了二叠—三叠纪过渡时期爆发三重同步环境危机：首先，微生物群落结构发生显著转变，由真核藻类主导逐渐向细菌扩张转变，在二叠纪末灭绝期尤为突出，表现为蓝细菌的大规模暴发；其次，同期海洋水体出现反复的分层，导致深部持续缺氧甚至硫化；第三，沉积物中记录了大量陆源输入信号，包括野火产生的多环芳烃（PAHs）及土壤侵蚀标志物（图2）。这些证据表明，增强的陆源营养输入与广泛野火共同驱动了微生物群落重组，加剧了海洋富营养化与缺氧环境。

本研究首次在伊朗地区获得了与华南（如：煤山剖面和上寺剖面）高度一致的生物标志物记录，东西特提斯洋几乎同步出现了微生物群落剧变、海洋缺氧以及野火激增的信号（图3）。这一发现强有力地证明，二叠纪末生态危机并非局部现象，而是一场席卷整个古特提斯洋、乃至全球的同步灾难。

研究最终描绘出一幅完整的灾难图景：剧烈的火山活动引发全球变暖，导致陆地生态系统崩溃；随之而来的野火和土壤侵蚀将大量养分输入海洋，引发藻类暴发和海水缺氧，这些因素共同作用，最终将地球生命推向深渊（图4）。

本研究得到国家重点研发计划和江苏省科技计划国际合作项目联合资助。

论文相关信息：Jiao,S.L., Zhang,H.*, Arefifard,S., Cai,Y.F., Gorgij,M.N., Liu,X.Y., Ni,W., Tang,L.K., Cao,J., Shen,S.Z., 2026. Ecological disturbance and microbial community dynamics across the Permian–Triassic transition in Northwest Iran. Palaeogeogr. Palaeoclimatol. Palaeoecol. 682, 113432. https://doi.org/10.1016/j.palaeo.2025.113432.

图1 伊朗Zal剖面样品气相色谱图及对应的生物标志化合物

图2 伊朗Zal剖面二叠纪-三叠纪过渡期的地球化学记录

图3 伊朗和华南二叠纪-三叠纪过渡期的地球化学记录对比

图4 晚二叠世至早三叠世海陆系统海洋缺氧和生态扰动的概念模型