天天精選！6000萬年的氣候變化推動(dòng)了爬行動(dòng)物的進(jìn)化和多樣性

由哈佛大學(xué)領(lǐng)導(dǎo)的一項(xiàng)新的研究改寫了這一解釋，該研究重建了古代爬行動(dòng)物的身體如何變化，并將其與數(shù)百萬年的氣候變化的影響相比較。

哈佛大學(xué)古生物學(xué)家Stephanie Pierce實(shí)驗(yàn)室的研究顯示，在早期爬行動(dòng)物中看到的形態(tài)進(jìn)化和多樣化在這些大規(guī)模滅絕事件之前的幾年就開始了。此外，它們是由首先導(dǎo)致大規(guī)模滅絕事件的原因直接驅(qū)動(dòng)的--氣候變化導(dǎo)致的全球溫度上升。

(資料圖)

“我們建議我們有兩個(gè)主要因素在起作用--不僅僅是一些科學(xué)家一直認(rèn)為的這種開放的生態(tài)機(jī)會(huì)--而且還有一些以前沒有人想到的東西，那就是氣候變化實(shí)際上直接觸發(fā)了爬行動(dòng)物的適應(yīng)性反應(yīng)，以幫助建立這種大量的新身體計(jì)劃和我們?cè)谌B紀(jì)看到的群體的爆發(fā)，”該研究的主要作者、Stephanie Pierce實(shí)驗(yàn)室的博士后Tiago R. Sim?es說。

“基本上，（全球氣溫上升）引發(fā)了所有這些不同的形態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)--有些實(shí)驗(yàn)效果相當(dāng)好，并存活了數(shù)百萬年直到今天，而其他一些實(shí)驗(yàn)基本上在幾百萬年后就消失了，”Sim?es補(bǔ)充說。

在最近發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》雜志上的這篇論文中，研究人員闡述了在許多爬行動(dòng)物群體中發(fā)生的巨大的解剖學(xué)變化，包括鱷魚和恐龍的前身，對(duì)集中在2.6至2.3億年前的重大氣候變化做出了直接反應(yīng)。

這項(xiàng)研究提供了一個(gè)近距離觀察一大群生物如何因氣候變化而進(jìn)化的機(jī)會(huì)，這在全球氣溫持續(xù)上升的今天尤其具有現(xiàn)實(shí)意義。事實(shí)上，今天釋放到大氣中的二氧化碳的速度大約是2.52億年前最大的氣候變化導(dǎo)致的大規(guī)模滅絕的時(shí)間范圍內(nèi)的9倍：二疊紀(jì)-三疊紀(jì)大規(guī)模滅絕。

Stephanie E. Pierce說：“全球溫度的重大變化會(huì)對(duì)生物多樣性產(chǎn)生巨大的、不同的影響。”她是托馬斯-D-卡伯特有機(jī)體和進(jìn)化生物學(xué)副教授，以及比較動(dòng)物學(xué)博物館脊椎動(dòng)物古生物學(xué)館長(zhǎng)。“在這里我們表明，二疊紀(jì)-三疊紀(jì)期間的溫度上升導(dǎo)致了許多動(dòng)物的滅絕，包括許多哺乳動(dòng)物的祖先，但也引發(fā)了其他動(dòng)物的爆炸性進(jìn)化，特別是后來主導(dǎo)三疊紀(jì)的爬行動(dòng)物?！?/p>

這項(xiàng)研究涉及近8年的數(shù)據(jù)收集，并需要大量的攝影工作、CT掃描和大量的護(hù)照印章，因?yàn)镾im?es前往20多個(gè)國(guó)家和50多個(gè)不同的博物館，對(duì)1000多件爬行動(dòng)物化石進(jìn)行掃描和快照。

有了所有的信息，科學(xué)家們創(chuàng)建了一個(gè)龐大的數(shù)據(jù)集，用最先進(jìn)的統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行分析，構(gòu)建了一個(gè)被稱為進(jìn)化時(shí)間樹的圖表。時(shí)間樹揭示了早期爬行動(dòng)物之間的關(guān)系，它們的品系何時(shí)首次起源，以及它們進(jìn)化的速度。然后他們將其與數(shù)百萬年前的全球溫度數(shù)據(jù)相結(jié)合。

爬行動(dòng)物身體計(jì)劃的多樣化在二疊紀(jì)-三疊紀(jì)大滅絕之前大約3000萬年就開始了，這使得這些變化顯然不像以前認(rèn)為的那樣是由該事件引發(fā)的。盡管滅絕事件確實(shí)有助于使它們進(jìn)入高速發(fā)展期。

數(shù)據(jù)集還顯示，全球氣溫的上升，從大約2.7億年前開始，至少持續(xù)到2.4億年前，大多數(shù)爬行動(dòng)物品系的身體都發(fā)生了快速變化。例如，一些較大的冷血?jiǎng)游镞M(jìn)化得更小，以便它們可以更容易地降溫；另一些則為了同樣的效果而進(jìn)化到生活在水中。后一組包括一些后來滅絕的最奇異形式的爬行動(dòng)物，包括一種類似變色龍的小動(dòng)物，有鳥一樣的頭骨和喙；一種巨大的長(zhǎng)頸海洋爬行動(dòng)物，曾被認(rèn)為是尼斯湖水怪；以及一種類似壁虎的帶翅膀的滑行爬行動(dòng)物。它還包括今天仍然存在的爬行動(dòng)物的祖先，如烏龜和鱷魚。

產(chǎn)生了第一批蜥蜴的小型爬行動(dòng)物與它們的大型爬行動(dòng)物同類相比走上了不同的道路。它們的進(jìn)化速度放緩，并在溫度上升的情況下趨于穩(wěn)定。調(diào)查人員認(rèn)為，這是因?yàn)樾◇w型的爬行動(dòng)物已經(jīng)更好地適應(yīng)了不斷上升的熱量，因?yàn)楫?dāng)?shù)厍蚋鞯氐臏囟群芸熳儫釙r(shí)，它們比大型爬行動(dòng)物更容易從體內(nèi)釋放熱量。

科學(xué)家們說，他們正計(jì)劃擴(kuò)大這項(xiàng)工作，調(diào)查環(huán)境災(zāi)難對(duì)具有豐富現(xiàn)代多樣性的生物的進(jìn)化的影響，如蜥蜴和蛇的主要群體。