生物灭绝又叫生物绝种。它并不总是匀速逐渐进行的，经常会有大规模快速集群灭绝，即生物大灭绝。整科、整目甚至整纲生物在很短时间内彻底消失或仅有极少数残存下来。在集群灭绝过程中，往往是整个分类单元中的所有物种，无论在生态系统中地位如何，都难逃劫难，还常常是很多不同生物类群一起灭绝，当然总有一些类群幸免于难，还有一些新类群从此诞生或开始繁盛。大规模集群灭绝有一定周期性，大约6200万年会发生一次，但集群灭绝对动物影响最大，而陆生植物集群灭绝不象动物那样显著。地球上曾经发生过数次大灭绝事件，比较著名的有5次。

第一次生物大灭绝距今4.4亿年前的奥陶纪末期。导致大约85%的物种绝灭。

第二次生物大灭绝发生在3.65亿年前的泥盆纪后期，海洋生物遭受了灭顶之灾，又称泥盆纪大灭绝。

第三次生物大灭绝距今2.5亿年前的二叠纪末期，导致超过95%的地球生物灭绝。又称二叠纪大灭绝。关于这次生物灭绝的研究比较多。

第四次生物大灭绝距今2亿年前三叠纪晚期，爬行类动物遭遇重创。又称三叠纪大灭绝。

第五次生物大灭绝于6500万年前后白垩纪晚期，侏罗纪以来长期统治地球的恐龙灭绝了。又称白垩纪大灭绝或恐龙大灭绝。

这些事物灭绝事件，一直是科学家希望弄清楚的问题，最近有美国学者又提出一种新的观点，认为第三次生物灭绝事件的元凶是产甲烷菌。

微生物对地球生态系统的维持十分关键，主要影响方式之一是可以消耗和产生化学物质，一个著名例子是地球上氧气浓度的迅速增加，这主要是归功于光合作用的代谢方式的进化出现，氧气浓度的剧烈增加是大型复杂动物进化的前提条件，这一环境事件被科学家称为大氧化事件。

微生物带来这种环境的剧烈变化，不仅可对新生命产生发挥影响，也可能是导致生物物种灭绝的原因。MIT地质物质学家Daniel Rothman就是专门研究这类问题的专家。Rothman这次关注的问题是距今2.5亿年前的第三次生物大灭绝。

Rothman关注的地质年代从3亿年前到2.5亿年前二叠纪末期。地质学研究证明，伴随这一次灭绝事件，地球温室效应和海洋酸化十分显著。但关于导致当时地球温室效应和海洋酸化的原因一直没有定论。过去比较普遍的观点是认为西北利亚火山爆发，因为这是当时比较重要的地质活动特点。这次Rothman小组发表在PNAS上的文章提出了新的看法，主要证据来自对海洋沉积物的分析数据。研究发现，这个时期开始存在大量有机物，但缺乏能消化他们的物种。海洋生物进化过程中出现了一种古生菌，又叫甲烷八叠球菌属，能消耗有机物，并产生乙酸和甲烷。但这时没有物种能处理乙酸。后来进化出现了乙酸代谢基因，通过对比50种不同物种的乙酸代谢基因，作者之一进化生物学家Gregory Fournier根据这些数据判断这种基因出现在2.5亿前以前，正是这次生物灭绝的年代。

Fournier认为，这一进化导致了甲烷菌大量繁殖，导致甲烷大量产生，而甲烷是一种温室气体，进入大气层导致地球气温的剧烈上升。Rothman利用碳同位素技术分析了这些沉积物形成的时间。利用数学模型他估计出在大灭绝时期甲烷浓度增加的速度呈现指数甚至超指数规律。因此他认为，甲烷菌大量繁殖是导致当时地球气温增加，海水酸化的原因，并最终导致第三次地球生物大灭绝。

但Rothman并不否认西伯利亚火山爆发的重要性，因为西伯利亚火山爆发导致海洋镍水平的快速增加，作者在海底沉积物中也发现了这个证据。镍是甲烷产生的关键元素，是相关酶的活性中心。镍成为这些细菌的限速因素，来自火山爆发输送来的大量镍，成为这些细菌大量繁殖的重要环境条件。

在地球上，甲烷的大量产生会导致硫化氢的增加，后者导致陆地生物的窒息死亡。但海洋生物因为能耐受低氧条件，更重要的因素是甲烷菌产生的乙酸导致的海水酸化。而且一些幸存下来的海洋生物受这一因素影响进化出了贝壳。

其他科学家不愿意立刻接受这种观点，因为他们长期认为火山爆发才是直接因素。大氧化事件告诉我们，小小微生物可能会影响整个地球生态环境，这种情况很难说将来不会再次发生。

Nature doi:10.1038/nature.2014.14958