科学探索|研究揭示生物大灭绝后灭绝和起源模式发生的变化

据外媒报道,斯坦福大学的科学家们在生命如何从大灾难中重新出现方面发现了一个令人惊讶的模式 。10月6日发表在《英国皇家学会会刊B辑》上的研究显示,身体尺寸进化的通常规则不仅在大规模灭绝期间发生变化,而且在随后的恢复期间也发生变化 。
科学探索|研究揭示生物大灭绝后灭绝和起源模式发生的变化
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自20世纪80年代以来,进化生物学家一直在争论大规模灭绝及其后的恢复是否强化了正常时期的选择标准--或者从根本上改变了标志着物种群体毁灭的一系列特征 。这项新研究在对过去5亿年来的大部分海洋化石的全面分析中发现了后者的证据 。
研究作者写道,在全球物种大灭绝之后,进化动态是否以及如何转变,“不仅对理解现代生物圈的起源有深远影响,而且对预测当前生物多样性危机的后果也有深远影响” 。
斯坦福大学地球、能源和环境科学学院的博士后学者、主要作者Pedro Monarrez说:“最终,我们希望能够查看化石记录并利用它来预测什么会灭绝,更重要的是,什么会回来 。当我们仔细观察4.85亿年来世界海洋中的灭绝和恢复情况时,根据某些群体的体型大小,似乎确实存在一种模式 。”
【科学探索|研究揭示生物大灭绝后灭绝和起源模式发生的变化】该研究建立在斯坦福大学最近的研究基础上,该研究在被称为属的群体中研究了海洋动物的身体大小和灭绝风险,比物种高一个分类级别 。该研究发现身体较小的属平均来说比它们较大的近亲同样或更有可能灭绝 。
新研究发现,在大规模灭绝之间的很长一段时间内,这种模式在10类海洋动物中是真实的 。但是大规模灭绝以不可预测的方式改变了这一规则,在一些类别中,较小的属的灭绝风险变得更大,而较大的属在其他类别中失去了优势 。
结果显示,在大规模灭绝事件中,被称为海百合纲动物的较小属类灭绝的可能性大大增加 。相比之下,在"背景"间隔时间段内,受害者和幸存者之间没有出现可检测的大小差异 。在三叶虫中,一个与现代马蹄蟹有远距离关系的多样化群体,在"背景"间隔期间,灭绝的几率随着身体尺寸的增加而略有下降,但在大规模灭绝期间,身体长度每增加一倍,灭绝的几率就增加约8倍 。
当他们把目光投向那些已经灭绝的海洋属种,并考虑那些最早的同类属种时,作者发现在灭绝前后,身体尺寸模式发生了更加巨大的变化 。在"背景"间隔期间,新进化的属种往往比之前的属种略大 。在大规模灭绝恢复期间,这种模式发生了翻转,大多数类别的起源者与在大灾难中幸存下来的保留物种相比,变得更加普遍 。
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包括海蜗牛在内的腹足纲动物属是少数例外,它们是在建立在更小的模式中 。在恢复期产生的腹足动物属往往比前一次大灾难的幸存者要大 。作者写道:"无论方向如何,在大规模灭绝事件及其恢复期,对身体尺寸的选择性比背景时期更加明显 。"
研究高级作者、大学地球、能源和环境科学学院的 Jonathan Payne教授说:“我们的下一个挑战是确定大规模灭绝后如此多的始祖都很小的原因 。”
科学家们还不知道这些原因是否可能与全球环境条件有关,如低氧水平或温度上升,或者与生物体和它们的当地环境之间的相互作用有关的因素,如食物匮乏或捕食者的缺乏 。根据Payne的说法,“确定这些模式的原因可能有助于我们不仅了解我们目前的世界是如何形成的,而且还可以预测对目前灭绝危机的长期进化反应 。”