提起恐龙，大家都知道其称霸侏罗纪和白垩纪，是当之无愧的“地球霸王”。但在侏罗纪之前，地球又是什么样的呢？侏罗纪前的三叠纪末发生了地质历史上五次之一的生物大灭绝事件，导致了大量陆地生物灭绝。那么，造成三叠纪末陆地生物灭绝的原因是什么？恐龙为什么能在生物灭绝的天灾中得以生存，并于灾后迅速发展？

近年，中国科学院南京地质古生物研究所博士沙金庚和房亚男，与美国哥伦比亚大学PaulOlsen教授等人合作，对我国新疆准噶尔盆地郝家沟剖面陆相晚三叠世至早侏罗世地层进行了测量和研究，发现中央大西洋超级火成岩省喷发造成的火山冬天是导致三叠纪末陆地生物大灭绝的主要原因；结合系统发育支架法，首次揭示早已适应于极地寒冷的气候和具有保温功能的羽毛是恐龙躲过三叠纪末火山冬天并成为侏罗纪“霸主”的主要原因。

三叠纪末期陆地生物为何灭绝？“火山冬天”是“元凶”

“火山冬天”一般是指由于火山喷发释放的大量的火山灰和气溶胶等阻挡日照辐射而造成的地球表面温度骤降的现象。火山冬天持续时间较短，一般为几年到几十年间，很难直接记录于沉积物中。最新的数值模拟很好地证明了三叠纪末中央大西洋超级火成岩省的喷发造成了严重的火山冬天。火山冬天后一般是长时间的升温，这是由于火山喷发释放的大量CO2等温室气体所致，所以升温的记录比较容易在沉积和化石记录中保存。

房亚男介绍道：“我们通过推论的方法得出的火山冬天造成了陆地生物灭绝，因为如果是升温，陆地生物会由低纬度迁移至高纬度，然而三叠纪末生物灭绝事件后，陆地四足动物包括恐龙却由高纬度迁移至低纬度，原本低纬度地区的拟鳄类恐龙灭绝了，因此我们推断是火山冬天的“冷”造成了陆地生物大灭绝，而非传统观点认为的“热”。”

图为赤道地区恐龙嘴里叼着一个基干哺乳动物，背景是中央大西洋超级火成岩省在潘吉亚大陆赤道地区的喷发，赤道地区因火山冬天下起鹅毛大雪（LarryFelder绘制）

晚三叠世开启温室时期恐龙已适应极地季节性严寒气候

晚三叠世至早侏罗世早期是地球历史上典型的温室时期，大气二氧化碳浓度达到1000-6000ppm，地球两极不存在冰川。研究团队重新校正了准噶尔盆地的古纬度，认为其晚三叠世至早侏罗世位于潘吉亚大陆的北极地区。同时，研究团队首次在准噶尔盆地晚三叠世至早侏罗世深湖相泥岩中发现了冰筏沉积。冰筏沉积是指湖水或风像竹筏一样把冻结的沙砾运到湖中央。房亚男表示：“准噶尔盆地冰筏沉积的发现指示了即使在两极无冰川的温室地球时期，极地也存在季节性的结冰（零下）。”

特别巧合的是，研究团队首次在准噶尔盆地晚三叠世至早侏罗世湖沼相泥岩中发现了保存精美的恐龙脚印化石，这表明晚三叠世至早侏罗世恐龙生活于极地地区，并适应极地季节性的严寒气候（零下结冰）。

同时，在晚三叠世，恐龙和植物的分布具有明显的纬向性。

食草性的恐龙主要分布于中、高纬度地区；低纬度地区则以非恐龙类和非初龙类的初龙型类，如半水生的植龙目和拟鳄亚目（包括食草性和食肉性）为主；尽管食肉型的恐龙也存在于低纬度地区，但是占据的群体非常小。赤道地区以松柏类、种子蕨和蕨类为主；亚热带地区多样性较低，以松柏类为主；而中、高纬度地区则具有较高的多样性，中国北方地区具有丰富的落叶性植物、大叶的松柏、银杏和具有明显生长纹的树木，与冰筏沉积证明的寒冷冬天的结论一致。

图为晚三叠世准噶尔盆地古地理位置及恐龙分布图

恐龙为什么能适应极寒气候？保温羽毛是一大秘诀

根据已发现的恐龙的羽毛化石和系统发育支架法，研究团队推断恐龙天生具有羽毛，但是这些羽毛明显不是用于飞翔的。此外，恐龙的羽毛结构和翼龙的羽毛结构相似，进而可以推断整个鸟跎类，即恐龙和翼龙，天生都具有羽毛。研究团队认为这些原始的羽毛最可能的用途是用于恐龙乃至整个鸟跎类的保温。

图为系统发育框架上重要的生理特征的进化分支图

晚三叠世，低纬度地区以食草和食肉性的拟鳄亚目为主，缺少食草性的恐龙，这表明在低纬度地区食草性的恐龙竞争不过食草性的拟鳄亚目。房亚男认为，这一竞争结果可能与热带地区多变且不可预测的植物资源和动物新陈代谢的速率息息相关，具有高新陈代谢速率的食草性恐龙无法竞争过新陈代谢速率较低的食草性拟鳄亚目。

相反，在中、高纬度地区，食草性的拟鳄亚目明显少于食草性的恐龙，研究团队认为具有保温功能的原始羽毛确保了食草性恐龙能够抵御中、高纬度的冷冬，进而独享中、高纬度丰富且稳定的植物资源，而没有羽毛保温的拟鳄亚目因无法抵御中、高纬度的冷冬而无法生存。

实习记者张秋彤

记者鲁冬妮