人类活动对海洋化石的保护产生了显著影响，这种影响既模糊了我们对生态系统历史的认知，又使其更加清晰。研究方法的进步正在帮助科学家解决这些复杂问题，以更好地保护和恢复海洋环境。

最近的研究表明，人类活动正在极大地改变海洋生物遗体的保存方式，导致对化石记录产生既可能增强也可能破坏的持久影响。

“我们不仅正在改变环境；我们还在改变记录这些信息档案的性质，”佛罗里达自然历史博物馆无脊椎动物古生物学 Thompson 讲座的教授米哈尔·科瓦尔斯基说。“这些变化既有利也有弊。一方面，人类活动可能会妨碍化石记录保留关于正在发生的变化的有用信息。在其他情况下，人类行为实际上可以提高当前正在形成的化石记录的质量，从而提供更多信息。”

如果处理不当，化石记录上的这些影响可能会导致对保护工作至关重要的数据产生误解。人类在系统地研究生态系统之前很久就开始改变它们了。在许多地方，科学家要了解人类到来之前生态系统的样子，唯一的方法就是回顾最近的化石记录。

“我们利用化石来了解从自然、原始的环境向如今的环境过渡的过程，”科瓦莱夫斯基说。当科学家了解了退化生态系统在发生变化前的面貌，他们就知道在试图恢复其原貌时该从何下手。

科瓦列夫斯基和他的同事们专注于海洋古生态学，并共同撰写了这项研究，重点研究世界海洋中的化石层。作者说，在这些环境中，有几个相互关联的因素影响着化石的形成，包括沉积物在海床上积累的速度、动物在沉积物中打洞的程度、遗骸被埋藏的深度以及某些化石随时间推移分解的速度。

底拖网捕捞的影响

所有这些因素都可能并已经受到人类的影响。拖网捕捞实践是将网沿海底拖曳，搅拌和翻动沉积物，并将其与分解有机遗骸的氧气混合。

在全球范围内，据估计，底层拖网捕捞搅起的沉积物量与全世界河流向海洋沉积的沉积物量相当。

维也纳大学古生物学家拉法尔·纳沃特 (Rafal Nawrot) 是这篇论文的第一作者，他表示：“在研究这一课题时，我发现底拖网捕捞的影响是如此广泛，这让我感到很惊讶。”纳沃特研究的是自上一个冰河时代以来海洋生态系统发生的变化，在这一领域，了解有助于或阻碍化石形成的各种因素至关重要。

他讲述了自己与同事进行的一项研究，在这项研究中，他们在海底钻探沉积岩心时，明显缺少大型贝壳。“鉴于我们现在了解到在我们工作的一些区域拖网捕捞的强度，这种模式可能只是网在海床上拖曳时去除它们的副产物。”

人类行为的意外后果

化石记录的更改也可能是间接的。人类活动和入侵物种的引入都可能导致地方物种的灭绝，这既可以阻止也可以改善化石化的过程。作者以红帝王蟹（Paralithodes camtschaticus）为例，这种螃蟹在20世纪60年代被人为引入俄罗斯和芬兰之间的巴伦支海。在那里，它们的天敌很少，因此种群数量激增。红帝王蟹几乎可以吃掉它们能够用钳子夹住和压碎壳的任何东西。这导致了大量掘穴无脊椎动物的减少，这些动物使沉积物中充满氧气。

较少的掘土生物意味着沉积物中氧气较少，这意味着更好的保存条件。但是，更多的食壳蟹意味着能够保存下来的贝壳更少。如果没有正确的历史背景，未来的古生物学家在试图整理这一连串事件时可能会一头雾水。

这些以及其他由人类驱动的变化可能尤其难以解释，因为它们模仿了诸如侵蚀或物种迁移等自然过程。在某些情况下，人类活动可能会完全消除化石档案，或者通过向环境中添加大量外来物质而使研究工作陷入混乱。

“有些过程根本不会自然发生，比如海滩回填，”科瓦列夫斯基说。当海滩的部分区域被飓风或上涨的海水冲走时，当地政府经常出钱让船只从深水环境中（那里的自然侵蚀可以忽略不计）运来沉积物，包括化石，到海岸线。

在其他情况下，化石本身也是迁移的目标。

科瓦列夫斯基表示，“可能将数十万年前生活过的牡蛎从一片区域移走，并添加到另一个地区的现代海底，以促进当今牡蛎礁的恢复。”

那么科学家如何开始理清影响化石化的各种自然和人为力量呢？Nawrot 说这很复杂。“这取决于研究的目的，但是我们可以找到方法来绕过这些问题。”

最近变得更容易实现的一种策略是放射性碳定年法。科学家们使用这种方法来估算相对年轻的化石的年龄，但直到最近，高昂的成本意味着这种方法只能谨慎使用。当分析在现代海底钻探的沉积物岩芯时，顶部的生物可能比底部的生物年轻几千年，研究人员通常会选择其中几块化石进行放射性碳定年。这提供了可靠的信息，但分辨率较差，而且如果沉积物被底拖网捕鱼无意中混合，结果可能会产生误导。

纳乌罗特说：“除非你对每层样本进行了抽样检测，否则你不会意识到这个问题，而这不是一种广泛的方法。我们认为这种方法应该被更频繁地使用。”

研究人员还需要在使用统计分析方法解释数据时更加富有创造性。这些方法的开发和测试需要时间，但它们正在逐渐变得更加普遍，科学家也在逐步加深对人类如何影响地球上生命历史档案的理解。

“地质记录的变化可能是人类活动的印记，并且它本身可能揭示了生态系统的历史，”科瓦列夫斯基说。

参考：“想法与观点：人类活动改变海洋化石记录”由拉法尔·纳夫罗特、马丁·祖辛、亚当·托马索维奇、米哈尔·科瓦列夫斯基和达尼埃莱·斯卡波尼撰写，2024年5月3日，生物地球科学。DOI: 10.5194/bg-21-2177-2024

资助方：美国国家科学基金会、斯洛伐克研究与开发支持局、斯洛伐克共和国教育与科学部科学资助局和斯洛伐克科学院、意大利大学与研究部