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缓慢回归多样性是由于生态和可能性之间的紧张关系

理论告诉我们,在大规模灭绝之后,物种多样性急剧减少的事件,自然应该以一连串的创造力反弹。物种应迅速扩散,以重新填充荒凉的生态系统,称为适应性辐射。

然而,古生物学记录表明,这不会发生在接近预期速度的任何地方。现在,发表在“ 自然生态学与进化 ”杂志上的研究认为,理解“形态空间”这一东西可能有助于我们找到原因。

灭绝事件以惊人的规律发生:这里有“ 五大 ”,但是一系列略小但仍然具有毁灭性的灭绝已经破坏了这个星球的历史。

科学家现在担心我们可能处于我们自己制造的中间,所以这使得理解自然界如何从这种灾难中反弹变得更加重要。

也许最着名的地球大规模物种灭绝是白垩纪 - 古近纪(K-Pg)灭绝事件。这发生在6600万年前,当一颗小行星撞击现在的尤卡坦半岛附近的地球时,形成了近200公里宽的洼地,称为Chicxulub陨石坑。这种影响推动了所有非禽类恐龙的灭绝,此外还有很多其他的恐龙灭绝。

在这项新研究中,德克萨斯大学地球物理研究所的Christopher Lowery和来自美国德克萨斯州Sam Houston州立大学的Andrew Fraass认为,各种形式的浮游生物的恢复 - 或者更正式地说是浮游生物 - 异常缓慢。

他们写道,本应该是“爆炸性自适应辐射的典型例子”随着时间的推移发生在波浪中,“后者延迟了数百万年”。

物种的多样性在1000万年后没有回到白垩纪中期,并且在20年后才达到白垩纪晚期的水平。

提出解释缓慢恢复的海洋浮游生物的假设主要集中在环境上,例如小行星留下的有毒金属或与撞击相关的火山活动。然而,Lowery和Fraass注意到这些解释的证据很少。

相反,他们认为“生态而不是环境,在大规模灭绝后控制多样化”,其中一个重要组成部分是“在生态系统内重建形态空间所需的时间”。他们称之为形态空间重建假说。

Morphospace是“形态空间”的缩写,是科学家可视化生物体可能的形状和结构,物理表型的一种方式。形态空间可以显示所有可能的形式,其中有多少形式已被现实世界中的生物体所采用。

作者写道,生态位是由特定环境条件与物种表型配对而形成的,“这可以更恰当地被视为形态空间(即进化枝占据的形态范围)”。这代表了“进化枝为适应环境和来自其他生物的压力而发展的成功策略的范围”。

随着生物体在灭绝后经历适应性辐射,它们开始在形态空间的不同部分定殖。这些新的形态或表型“可以作为进一步进化创新的起点”。

反过来,这为形态创新和复杂性提供了新的进化出发点和进一步的机会。

Lowery和Fraass发现的是,海洋浮游生物的化石记录表明,越来越复杂的形态与分类多样化事件有关,后者依赖于前者。正如形态空间重建假设预测的那样,新占据的形态空间为增加辐射开辟了空间。

重要的是,他们的工作表明,形态空间殖民化的限制可能会对灭绝后的分类多样化施加“速度限制”。这是一个清醒的提醒,如果我们处于人为灭绝事件中,生物圈需要数百万年才能克服它。

即使它确实如此,它将是一个与我们现在居住的世界截然不同的世界。

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