圖 說

植物體需要陽光進行光合作用，為植物體生長提供能量，但又要避免陽光中有害的紫外線對植物體特別是植物生殖細胞（孢子和花粉）中遺傳信息的破壞。為了適應陸地輻射環境，陸生植物演化出了一些調控機制，以減少紫外線對植物體的傷害。在植物體的生殖細胞中這種機制表現為植物的孢子和花粉的外壁中含有大量功能與“防曬霜”十分相似的化合物（香豆酸和阿魏酸），這些化合物可形成共振穩定的酚自由基，抵抗紫外線引起的氧化作用，從而保護脆弱的孢子和花粉，為陸生植物的傳播和繁衍提供保障?，F代植物學家已經觀察到植物體可以根據周圍的紫外線輻射環境，自動調節其生殖細胞外壁“防曬霜”的含量，同時這些“防曬霜”可以在惰性的孢子和花粉外壁中保存很長時間。因此，理論上我們可以通過對這些孢子和花粉中“防曬霜”含量的測定反推地質歷史時期大氣紫外線輻射強度。2.52億年前的二疊紀末大滅絕造成了約81%的海洋物種和89%的陸地物種滅絕，其主要原因被認為是大規?；鹕絿姲l導致的環境變化，但一直以來，這一論斷都缺乏環境因素影響陸地生態系統的直接證據。最近，中國科學院南京地質古生物研究所的古生物學家與英國、德國同行合作，通過研究二疊紀末化石花粉粒中“防曬霜”含量的變化，發現了臭氧層破壞導致二疊紀末陸地生物大滅絕的直接證據。研究團隊運用傅里葉變化紅外光譜，對產自我國西藏南部二疊紀-三疊紀過渡剖面的1011粒阿里型花粉中的香豆酸和阿魏酸進行了定量測量，通過對這些花粉產出的紅外光譜的大數據分析，發現在二疊紀末大滅絕期間地層中花粉外壁的香豆酸和阿魏酸含量明顯高于滅絕前后化石花粉中該化合物的含量，直接證明了二疊紀末期大滅絕期間存在全球紫外線輻射增加的現象。同時，研究團隊也對剖面地層的有機碳同位素和汞的濃度進行了分析，發現這兩個指標異常波動的層位與化石花粉中出現大量香豆酸和阿魏酸的層位基本相當，進一步說明二疊紀末期全球紫外線輻射的增加可能是當時劇烈的火山活動引起的。（Science Advances, 2023, 9,eabo6102）