在泥盆紀早中期，岡瓦納是位於南極的一塊溫暖、洪水氾濫的陸地，是現已滅絕的馬爾維諾索山生物群的家園。新的研究發現，這些物種的減少與海平面和溫度的變化有關。它們的滅絕很可能是由於海洋屏障被破壞和溫水物種的大量湧入，導致極地生態系統不可逆轉的崩潰。在南美洲也觀察到了類似的模式，凸顯了極地地區對環境變化的持久敏感性。

在泥盆紀早中期，一個名為岡瓦納的大型陸塊（包括今天非洲、南美洲和南極洲的部分地區）位於南極附近。與我們今天看到的冰天雪地的環境相反，當時的氣候更加溫暖，海平面的升高淹沒了大部分地形。

馬爾維諾斯霍桑生物群是一群在較冷水域中繁衍生息的海洋動物。它們包括各種貝類，其中許多現已滅絕。彭-克拉克博士說：”直到現在，這些動物的起源和消失近兩個世紀以來一直是個謎。”

研究人員收集並分析了大量化石數據。他們利用先進的數據分析技術，根據化石的類型對古岩層進行分類。想像一下，這就像是將蛋糕分層，每層都有不同的食材。

顯示泥盆紀早中期南非海平面和環境變化與生物多樣性之間關係的簡圖。資料來源：GENUS：DSI-NRF 古科學卓越中心

他們隨後確定了至少7 到8 個不同的層，每個層中的海洋動物種類隨著時間的推移越來越少。然後，他們將這些發現與環境和海平面的變化以及該遠古時期的全球溫度記錄進行了比較。他們發現，這些海洋動物經歷了不同物種數量下降的幾個階段，這與海平面和氣候的變化有關。這是一個艱難的過程。

研究表明，馬爾維諾克斯霍桑生物群是在長期的全球變冷過程中生存下來的。彭-克拉爾克博士闡述說：「我們認為，較冷的條件使得環極熱障得以形成–本質上就是極地附近的洋流–這些洋流隔離了這些動物，並導致了它們開始出現差異。 “

隨著氣候再次變暖，這些動物消失了。取而代之的是更能適應溫暖水域的綜合海洋物種。泥盆紀早中期海平面的變化很可能破壞了使南極水域保持較低溫度的天然海洋屏障。

插圖為在南非發現的常見無脊椎動物化石。從左順時針方向Australospirifer 和Australocoelia 的腕足類貝殼床、三葉蟲Eldredgeia、Rhipidothyris 的腕足類貝殼、一個蛇足類貝殼床。中間是被歸類為Burmiesteria 的三葉蟲。圖片來源： 根據Penn-Clarke 和Harper（2023 年）進行的地理重建，化石照片由Cameron Penn-Clarke 和John Almond 拍攝。圖片來源：GENUS：DSI-NRF 古科學卓越中心

這使得來自赤道附近地區的暖水流入，為在溫暖條件下生長的海洋動物進入這些地區創造了條件。結果，這些溫水物種逐漸佔了上風，導致專門的冷水馬爾維諾肖珊海洋動物逐漸減少並最終消失。

Malvinoxhosan 生物群的滅絕導致極地生態系統徹底崩潰，因為這些地區的生物多樣性再也沒有恢復。

研究人員把這項研究比喻為玩猜謎遊戲。”這是一個有著3.9 億年歷史的神秘謀殺案。他指出：”我們現在知道，海平面和溫度變化的綜合影響最有可能是這次滅絕事件背後的鐵證。這次生物大滅絕事件是否能與泥盆紀早中期其他地方同期發生的已知生物大滅絕事件聯繫起來，目前還不得而知，因為研究人員根本沒有任何真正可靠的年代推斷。謎團還在進一步加深，而且遠未結束。”

有趣的是，研究人員在南美洲也觀察到了類似的受海平面變化控制的生物多樣性下降現象。這表明在這段時期影響南極地區的環境變化模式更為廣泛，並強調了極地生態系統的脆弱性，即使在過去也是如此。

“當我們考慮到當今面臨的生物多樣性危機時，這項研究非常重要，”Penn-Clarke 博士說。「它證明了極地環境和生態系統對海平面和溫度變化的敏感性。不幸的是，發生的任何變化都是永久性的。”