生物对环境元素和稳定同位素的选择性及研究实例

利用现代生物学最新研究成果和研究模式,对生物及其生活环境中的元素和稳定同位素之间存在的对应关系进行总结和分析认为,生物因生理、地化环境、元素形态及其利用原则等内外因子而对其生活环境中的元素和稳定同位素存在不同程度的选择性吸收、利用和富集,具体的选择性利用机制均可以从生物的形态构造直至分子水平上加以解释.当环境中元素、同位素含量发生变化时,生物因其对各元素生态幅和耐受限度的差异而并不完全对环境中化学因子的变化产生一致性的响应,分别表现为时代效应、耐受限度效应和生态幅重叠等效应等.部分生物壳体"第二层"与其围岩碳、氧同位素比值及其变化趋势保持着较好的一致性.上述认识不同程度地在泥盆纪腕足类Rhynchospirifer属和Stringocephalus属为代表的生物壳体"第二层"及其围岩的研究中得到验证.     

广西横县六景吉维特期腕足类Rhynchospirifer和Stringocephalus的环境元素和稳定同位素生物效应

利用现代生物学研究模式,对比了吉维特期不同层位中原地埋藏的Rhynchospirifer属壳体次生层（纤维层）与其围岩之间元素和碳、氧稳定同位素变化,探讨了不同时期同属腕足类的古环境元素和稳定同位素生物效应及其变化趋势;通过对比同层位Rhynchospirifer属和Stringocephalus属化石壳体次生层及其围岩之间的元素变化,探讨了同时期、同生境不同属腕足类的古环境元素生物效应。当环境元素含量发生变化时,Rhynchospirifer因其对各元素生态幅和耐受限度的差异而并不完全对环境中各化学因子的变化产生一致性的响应,而当跨越牙形石Lower varcus和Middle varcus亚带后,其属内适应性变异造成属内特异性选择发生一定程度的变化。Stringocephalus和Rhynchospirifer对其耐受限度较小的Al,K,Sc,Co等元素保持较高的属内有效性和特异性选择;对其耐受限度和生理有效性中等、可被其他元素替代的Mn,P,Ni,Cu等元素,其特异性选择有限,并可能与有效性原则和丰度作用相叠加;对于生态幅较宽的V,Cr,Sr,Pb等元素,属内的特异性选择弱化。当与同时期生态龛比邻属种对比时,彼此的生态幅发生部分重叠,部分元素如Mg,Na,As,Pb等的含量甚至较不同时期同属生物更加接近。Rhynchospirifer壳体次生层与其围岩碳、氧同位素比值分别保持着较好的同步性和一致性,即不存在碳、氧同位素生物效应。