科学探索|研究：环境变化和物种更替可能并不那么密切相关研究：环境变化和物种更替可

一项新研究通过将温度数据跟过去400万年间存在于整个非洲的大型哺乳动物的化石记录结合起来以对一种长期坚持的理论提出了质疑，即气候的反复转变是哺乳动物--包括人类祖先--进化变化的重要驱动力。

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该研究的文章于最近发表在《Proceedings of the National Academy of Sciences》上，它提供了一个非洲大陆范围内的上新世-更新世（Plio-Pleistocene）环境变化的综合资料。上新世-更新世是地球历史上的一个时期，约横跨过去500万年，包括约2万年前的最后一个冰期。
根据这项新研究，这一时期的环境变化反映了地球轨道和相对于太阳的方向的变化。这些周期使我们的星球暴露在不同强度的太阳辐射下，进而引发有据可查的对地球气候的不同频率的周期性影响。
研究人员观察到，由于全球冰量和海洋温度的变化，整个非洲的环境变异性呈长期上升趋势。然而研究结果并没有在环境变化和物种起源或灭绝率之间产生显著的关联，这表明环境变化和物种更替可能并不密切相关，这一概念在科学界一直被广泛争论。
论文的第一作者、亚利桑那大学地球科学系和生态学与进化生物学系的大学特聘教授Andrew Cohen指出，气候变湿或变干的长期趋势可能是人类进化的一个驱动力，这一观点可以追溯到查尔斯·达尔文时代。20世纪90年代末，随着有影响力的变异性选择假说在科学界的提出，该研究领域发生了重大变化。

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Cohen解说道：“这里的想法是，不仅仅是气候变化的方向作为人类血统进化新颖性的驱动力非常重要，环境和气候条件的变异性也是。由于我们的祖先面临着快速变化的条件，这一假设表明他们必须更加机智，从而能够处理许多不同的突发事件，这反过来又引发了新物种的出现，而其他物种则灭绝了。”
在目前的研究中，研究人员分析了从整个非洲大陆和周边地区17个地方的湖床、海底和陆地露头的沉积物芯中提取的样本。环境数据的来源是通过分析花粉、藻类化石、灰尘、叶蜡、土壤同位素和其他物理性质的记录，这些记录提供了关于植被类型和沉积地点的环境条件的线索。Cohen表示，为了将来自这些非常不同类型的记录的数据结合起来并找出气候变异的基本模式，团队必须克服一个重大挑战：如何量化变异并将其从一个采样地点比较到另一个采样地点。
“这不是小事，因为你一方面有化石花粉这样的记录，它可以告诉你植被有多大的变化，另一些记录则告诉你湖面的变化，还有一些记录告诉你吹到海洋上的灰尘。我们需要一种方法，不只是看一个记录，而是把所有这些不同类型的参考资料堆叠起来从而使我们能够区分出变化的节奏。”

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Cohen称，为了做到这一点，研究人员开发了统计方法从而使他们能够“比较苹果和橘子”，并将气候记录数据点分配到包括2万年、10万年和40万年的时间段的“仓”中。在每个仓中的变异性分数的单个数据集被标准化后，该团队就可以将它们 “堆叠”起来并计算出每个时间段的平均变异量。
之后，研究人员将气候数据跟大型哺乳动物--主要是牛科动物，包括羚羊和其他大型食草动物--的化石记录进行直接比较。研究人员专注于大型食草动物，主要是因为人类祖先的化石太过稀少，在这种方法中没有用处。