事件
或稱
冰河時期滅絕事件,是於
第四紀發生的大量巨型動物群的滅絕事件,大部份都是在過渡到
全新世之間發生的。有些學者會將此次
生物集群滅絕看為
全新世滅絕事件之一,也有認為是獨立事件。古生物學家認為其成因可能是疾病的傳播、氣候轉變、或被人類過度獵殺等。
滅絕事件
第四紀滅絕事件主要涉及重於40公斤的大型哺乳動物。在
北美洲,約有33屬大型哺乳動物消失;在南美洲就有46屬;
澳洲有15屬;歐洲有15屬;而
撒哈拉以南非洲就只有兩屬。在美洲的滅絕事件中,所有源自南美洲在南北美洲生物大遷徙中向北遷徙的也都消失。各
大洲中只有南美洲及澳州涉及科以上分類的滅絕。第四紀滅絕事件的成因有兩個主要的假說:氣候轉變及人類獵殺。
證據表明某些島上的巨型動物群比在大洲中的生存多幾百萬年;例如在
安的列斯群島的
地懶就比在美洲的生存得較長。後者的消失是與人類到達美洲有關。同樣地,真猛獁在
弗蘭格爾島上也較大陸的遲7000年才消失。在偏遠的
科曼多爾群島上的
大海牛也較北太平洋海岸的遲幾千年消失。不過,這個過度獵殺的假說也存在一問題。例如,就澳洲巨型動物群突然滅絕的時間很含糊。生物學家指在非洲及南亞或東南亞也有人類居住,但卻沒有大量的滅絕事件。
冰河時期後非洲巨型動物群的滅絕也相隔了一段長時間。
其他的理論就指
生物集群滅絕是因
火流星撞擊所致。不過,這些假說應該會造成即時及區域性的滅絕事件,卻不能解釋涉及全地球及經歷幾千年的滅絕事件。
滅絕物種
歐亞大陸
地中海群島
北美洲
在過往5萬年中,包括
末次冰期晚期,約有33屬的大型動物於
北美洲消失。當中15屬約於1.15-1萬年前的期間消失,僅在
克洛維斯人到達北美洲之後。其他大部份的消失並不受時間的約束,但一些則肯定是在這段時期之外。相反,此段時期卻只有少量細小哺乳動物消失,以往在北美洲的滅絕波浪卻沒有這種不平衡。
南美洲
於
更新世及
全新世過渡期的南美洲大多都是沒有結凍的,不過卻同樣遭遇了滅絕事件。現時仍存活的野生陸上哺乳動物都不會大於一隻
貘。
以下是在南美洲消失的動物:
非洲
相比之下,發生在非洲的滅絕事件不像其他大陸那么嚴重
大洋洲
另外在澳洲有一些已滅絕的巨型動物群可能是古代的
神秘生物,如像雙門齒獸的
本耶普。
各種假說
獵殺假說嘗試解釋第四紀滅絕事件的發生,指人類獵殺巨型
草食性動物至滅絕狀況,結果令肉食性及
食腐動物也很沒有獵物而消失。因為在一些巨型動物群的化石旁一併發現有人類的遺骸、箭及工具,化石骨頭上有傷痕,石洞壁畫也描繪獵殺的境象。
生物地理學證據指人類
演化的地區,對比沒有早期人類的
澳洲、美洲、
馬達加斯加及紐西蘭等,於
更新世存有較多樣化的巨型動物群。所以可見在亞洲及非洲的巨型動物群已學懂如何與人類相處,反而其他地區的動物則易於被獵殺。
在一些地區人類出現的時間與滅絕事件的時間吻合,例如真猛獁在島上生活至
末次冰期之後幾千年,但到了前1700年人類到達後就消失了。澳洲最早的滅絕事件在3萬年前就已經完結,遠早於末次冰期及氣溫上升等的氣候轉變。在紐西蘭最近的滅絕事件則是在500年前完結。在這段時間之間就不斷發生滅絕事件,包括在北美洲、南美洲及馬達加斯加,但卻沒有氣候上的共通性。唯一共通的地方就是人類的出現。
全球性的滅絕究件似乎與人類遷徙有關,當人類到達一些地區時,滅絕事件會變得嚴重。但在發源地的非洲,情況是最不嚴重的,可見在
非洲獵物是與人類的狩獵能力一同進化,學習了逃避的能力。人類走到世界各地,狩獵能力就不斷進步。
非洲動物演化成不懼怕人類,而其他地方的則成為了容易的獵物。
猛獁象的遺骸骨骼中發現了被拋擲的傷痕,可見人類獵殺至滅絕的可能性。
不過有意見認為當時
狩獵收集者社會的出生率過低,殺死一隻巨型動物已經需要付出很大的努力,更何況是將巨型動物群獵殺至滅絕狀況,而且得來的肉量也遠遠超出他們所需。從北美洲的
拉科塔可見,他們只會取其所需的
美洲野牛,每隻獵殺回來的野牛也會完全用上,並不會浪費。
獵殺假說的一個變化就是過度獵殺假說。這個假說指巨型動物群是於極短的時間內消失,例如80%的
北美洲大型動物就於人類到達
西半球的1000年間消失。不過,這套假說仍然備受爭議。
氣溫上升
2氣溫上升最明顯的氣候轉變是在冰河時期末的氣溫上升。於1.5-1萬年前,全球就有6℃的上升,可能就是滅絕的原因。上升的溫度足以溶解威斯康辛
冰期的冰川,令適應寒冷的動物死亡。大型動物身體的表面積比例 也較細小動物的為少,故問題更為嚴重。研究卻發現
間冰期的全年平均溫度並不比以往1萬年的氣溫為高,故大型動物仍能生存,較溫暖的氣候並非足夠的解釋。再者,縱然氣溫上升,在
弗蘭格爾島及聖保羅島上仍生存著一些
猛獁象等物種。在正常生態下,在島內生存的群落應更為易於受害,因為在島內的群落往往較少,且缺乏遷徙的能力。
陸性率上升
其他科學家指
極端天氣的頻繁,如較熱的夏天及寒冷的冬天、或雨量的改變導致滅絕。研究發現林地及山簏變成草原及林地,令動物的食物量減少。
草食性動物可能找不到與它們一同
演化的植物,而成為了一些含有抗草食性動物毒素植物的獵物。較短的生長季節令大型草食性動物滅絕或侏儒化。
美洲野牛及
反芻動物能夠從有限的食物中抽取更多的養份,故能處理抗草食性動物的毒素。所以當植物變得更為專門化時,草食性動物就會失去食性的靈活性,很難尋找食物來維生及繁殖。
下降及難以預測的雨量限制了植物的生長,令陸性率增加,限制了適合繁殖的時間。這樣會對大型動物造成傷害,因其繁殖季節較長及靈活性較低,而幼生會在不適當的時間出生。相反,細小的哺乳動物因生命周期、繁殖循環及妊娠期較短,能夠調校自己適應新的氣候。若是這樣,它們會失去較少的幼生,且能在適合生存的季節下重複繁殖。
以下是陸性率上升未能解決的問題:
2、滅絕的動物所吃的食物:
草,就算環境由林地及山簏變為草原,也有增加而非減少。
3、雖然
馬在新大陸中消失,但卻於
16世紀成功由西班牙引入。它們能夠避開毒素找到食物,而妊娠期的時間並沒有影響其繁殖。同樣地,
猛獁象於更新世-
全新世間生存下來,到了沒人居住的
地中海島及
弗蘭格爾島上直至4000-7000年前。
4、若大型哺乳動物發現氣溫過於極端、繁殖季節太短或雨量太少時,它們應該有能力永久或季節性遷徙。季節會按地理而改變。只要遷離
赤道,
草食性動物就可以找到適合生活的地方進行繁殖。現今的
非洲象就會因乾旱而遷徙到有水源的地方。
5、大型動物的身體內可以儲存較多的脂肪,可以用來抵消於極端氣候下的食物供應。
超級傳染病假說
有指
更新世晚期大型哺乳動物的滅絕是一種超級傳染病所致,且是人類到達後的間接影響。人類與禽畜帶來了一種病毒性極高的疾病,感染原住的哺乳動物,最終引致它們的滅絕。由於細小的物種有較高的適應力,所以只有大型的物種消失。在以往也有相似的例子,如在夏威夷所爆發的禽類
瘧疾,就對島上的鳥類帶來巨大影響。假說背後必需存在一些先決條件:
1、病原體必定有一個穩定的帶菌者狀態,可以在未有適合的宿主前自我生存;
2、病原體必須具有高度的感染率,能感染所有不同年齡及性別的個體;
3、致命率必須極高,最少達到50%-75%;
4、它們能夠感染多種宿主,但卻對人類無害。
有指病原體是由擴展中的人類傳染給
家犬。但是這卻不能解釋很多滅絕事件,例如犬科要比人類遲3.5萬年才到達
澳洲,這要比滅絕事件遲3萬年出現。另外大量物種,如狼、
猛獁象、駱駝及
馬於10萬年前經常穿越亞洲及
北美洲,同時也會出現
基因及病原體的傳播。
超級傳染病假說也有其缺點如下:
1、從未有發現任何疾病的證據;
2、從未有如此高病毒性的病原體出現,就算強如
西尼羅河病毒,也不可能引發滅絕事件。
3、病原體應該是十分選擇性,而非廣泛性。因為例如
美洲野牛屬的三個物種會受到感染,而另一現存的卻沒有;又如可以殺死
不會飛的鳥,但卻留下近親能飛的鳥類。
次級掠食假說
次級掠食假說指人類進入到新大陸後,繼續獵殺
掠食者,產了生態不平衡,導致
大洲上的物種數量過剩,耗盡環境而令環境崩壞。在
智人到達新大陸後,當地的掠食者與它們一同爭奪獵物,令初級掠食者不能找到足夠的食物。人類開始獵殺初級掠食者,
掠食已不能控制獵物的數量。由於失去了初級掠食的控制,獵物群落出現了與衰循環,數量激增致過度牧食,令環境不能再支撐。結果
草食性動物出現饑荒,尋找食物較慢的物種率先滅絕,緊接是未能從食物中有效抽取養份的動物。由於植物環境改變,引發了氣候(相對濕度及
陸性率)的轉變,林地變為草坪。 利用電腦模型發現次級掠食比過度獵殺更為接近滅絕事件。不同假說的組合也由電腦來模擬。當過度獵殺及氣候轉變組合起來後,它們彼此抵消。氣候轉變只令植物減少,過度獵殺則令動物消失,故較少植物被吃掉。次級掠食加上氣候轉變會令滅絕事件惡化。
註:
左圖(上)過度獵殺假說;(下)次級掠食假說
右圖(上)氣候轉變假說(中)氣候轉變及過度獵殺假說(下)氣候轉變、過度獵殺及次級掠食假說
不過次級掠食也有其問題:
2、只預測了因氣候轉變而造成的大量滅絕,但不能解釋為何溶
冰期沒有滅絕事件出現,或是在歐亞大陸的滅絕事件只在高海拔地方出現。
3、假設了氣候轉變令植物減少,但忽略了溶冰擴大了北美洲的可住地區。
4、雖然在
美國南部的氣候轉變對植物或細小的哺乳動物只有很少的影響,但忽略了美洲熱帶的災難性滅絕事件。
5、任何植物性的改變都不足以令差不多所有細小的脊椎動物滅絕。
6、假設了在草原的高滅絕率,但大部份滅絕的物種分布在多種不同的植被地區,在森林的滅絕情況也一樣嚴重。
7、由於一些
掠食者的繁殖率也很高,假說卻未能解釋為何它們在缺乏競爭者下,數量上未有增加。
8、沒有解釋為何差不多所有已滅絕的肉食性動物都專吃巨型
草食性動物,而大部份低或一般肉食性動物卻能生存下來。
9、歷史上未曾出現動物的興衰循環所引發的滅絕事件。近年在美國大量獵殺掠食者也不見得出現大量植被的改變。
隕石假說
隕石假說指於12900年前的隕石引發了大量的滅絕事件。
顯微照相分析發現在
北美洲6個位點的土壤中含有納米鑽石,在
格陵蘭冰原也有發現
納米鑽石。這個假說最大的問題是並沒有任何
隕石坑的發現及土壤中相對較少的銥含量。