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( 二 )
Cohen指出:“我不会说你可以在鞋盒里装下所有的(人类化石)了,但它们仍不是那么常见 。所以我们决定看看其他有更好化石记录的生物,因为没有理由认为只有我们的近亲、我们的人类祖先应该受到气候变化和变异的影响 。”
Cohen补充道:“如果气候变异是进化中的一个重要驱动因素,它也应该是其他大型哺乳动物的驱动因素和进化 。如想想北极熊及它们如何受到当前气候变化的影响 。”
研究人员使用了一种从现代野生动物种群生物学中借用的方法来解释长期困扰古生物学家的偏见:化石记录固有的不完整性,该研究的第二作者Andrew Du则用一块瑞士奶酪来说明 。如果人们在奶酪中钻取岩心样本,那么在岩心碰到奶酪上的一个洞时就会出现空隙 。同样,一个物种的化石记录也有空隙--没有发现化石的时间段,其跟有化石的时间段相存在交错 。这使得在化石记录中很难准确确定一个物种何时起源,何时灭绝 。
为了规避这一限制,Du采用了一种被称为捕获、标记和重新捕获的技术,野生动物生物学家在调查动物种群时经常使用这种技术 。捕获动物后,它被贴上标签以进行识别,然后放回野外 。在以后的调查中,科学家们会比较有标签和无标签的动物的比例 。应用统计学他们能够了解整个种群的规模和结构 。
科罗拉多州立大学人类学和地理学系助理教授Du解释了该技术在化石系统中的工作原理 。“假设我们在第一时间段看到一个新物种出现在化石记录中,然后我们在第二时间段发现同一物种的不同化石,我们在第三时间段错过它,但我们在第四时间段再次看到它 。这告诉我们的是,尽管我们在第三个时间段没有看到这个物种,但我们知道它就在附近 。这让我们对某些时期的化石记录的质量有了一个概念,我们可以在估计种群和灭绝率时考虑这种质量 。”
通过将所有这些数据集放在一起,研究人员可以比较环境变异的模式及其与哺乳动物物种起源和灭绝率的关系 。
“总的来说,在过去的350万年里,有一个环境变异性增加的长期趋势 。这一趋势跟踪了全球冰量和非洲周围海面温度的上升变化 。叠加在这一点上,我们发现了另一个趋势 。一旦我们进入冰期,我们就会看到更多的起伏;摆动会变得越来越大,这反映了冰原的消长,而这种变异性则跟踪了40万年的米兰科维奇周期 。”
一直以来,大型食草动物的物种起源和灭绝的化石记录还有人类化石似乎都跟这些气候变异趋势脱节 。虽然研究人员们承认变异性选择假说仍可能是正确的,但在不同的尺度上运作,他们希望鼓励科学界以更批判的方式思考变异性选择假说 。
【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】“我们并不是说环境变异性对人类进化不重要,但我们目前汇编的数据跟这种想法非常不一致,”Cohen说道,“如果环境变异性像人们所说的那样重要,我们会期望看到变异性增加的长期趋势反映在包括人类在内的各种物种的进化更替中,但我们就是没有看到这一点 。”
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