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大规模化石研究揭示了1500万年前现代物种多样性梯度的起源

时间:2023-02-17 02:35 来源:网络 作者: 小千
【千问百科解读】

大规模化石研究揭示了1500万年前现代生物多样性梯度的起源

大规模化石研究揭示了1500万年前现代物种多样性梯度的起源


对现今漂浮在深海中的浮游有孔虫的描述。

Credit: Richard Bizley, BizleyArt.


神奇的地球uux.cn据cnBeta:今天是怎么回事?生物丰富度在赤道地区达到顶峰是怎么回事?但直到现在还没有明确的解释。

通过分析化石记录是怎么回事?研究人员发现是怎么回事?现代物种多样性梯度的一个关键驱动因素是1500万年前发生的全球冷却事件。

这在低纬度和高纬度之间以及水体内部产生了更陡峭的温度梯度是怎么回事?导致热带地区支持更多的生态位供生物栖息。


研究人员利用近50万块化石解决了一个有200年古代的科学谜团:为何不同生物的数量在赤道附近最多是怎么回事?而向极地地区稳步减少。

这一结果--今天 2023年2月15日发表在《自然》杂志上--对物种多样性是如何在漫长的时间尺度上产生的是怎么回事?以及气候变化如何影响全球生物的丰富性给出了宝贵的见解。


人们早就知道是怎么回事?在海洋和陆地系统中是怎么回事?生物 包括动物、植物和单细胞物种显示出一个"纬度多样性梯度"是怎么回事?物种多样性在赤道达到顶峰。

但是直到现在是怎么回事?有限的化石数据使研究人员无法彻底调查这种多样性梯度最初是如何产生的。


在这项新的研究中是怎么回事?牛津大学、利兹大学和布里斯托尔大学的研究人员使用了一组叫做浮游有孔虫的单细胞海洋浮游物种。

该小组分析了全球化石数据库中的434113个条目是怎么回事?涵盖了过去的4000万年。

然后他们调查了生物数量在时间和空间上的关系是怎么回事?以及纬度多样性梯度的潜在驱动因素是怎么回事?如海面温度和海洋盐度水平。


重要发现有:


1.现代的纬度多样性梯度大约在3400万年前第一次开始出现是怎么回事?因为地球开始从一个较温暖的气候过渡到较冷的气候。


2.这个梯度最初仍然很浅是怎么回事?直到大约1500-1000万年前是怎么回事?它才明显变陡。

这与全球降温的显著增加相吻合。


3.浮游有孔虫的丰富度高峰出现在4000-2000万年前的高纬度地区。

然而是怎么回事?到大约1800万年前是怎么回事?丰富度的峰值转移到纬度10°到20°之间是怎么回事?与今天观察到的多样性模式一致。


4.生物丰富度与海面温度之间存在着强烈的正相关关系--无论是在特定地点的时间模型是怎么回事?还是在特定时间的不同地点。


5.生物丰富度与温跃层的强度之间也有正相关关系:温跃层是存在于海洋表面较暖的混合水和下面较冷的深水之间的温度梯度。


据研究人员说是怎么回事?这些结果表明是怎么回事?现代浮游有孔虫的生物丰富度分布可以用过去1500万年中从赤道到两极的纬度温度梯度变陡来解释。

与高纬度地区相比是怎么回事?这可能在热带地区的水体中开辟了更多的生态位是怎么回事?促进了更大的生物进化率。


为了验证这一假设是怎么回事?研究人员调查了现代浮游有孔虫生物在垂直水柱中不同深度的生活状况。

他们发现是怎么回事?在靠近赤道的低纬度地区是怎么回事?与高纬度地区相比是怎么回事?今天的生物在水柱中的垂直分布更为均匀。


大规模化石研究揭示了1500万年前现代物种多样性梯度的起源


浮游有孔虫生物Globigerinella adaMSI的外壳的扫描电子显微镜图像。

这个标本是在GLOW巡航中从西南印度洋的海底沉积物中收集的


这表明是怎么回事?现代多样性梯度的一个关键驱动因素是是怎么回事?从1500万年开始是怎么回事?低纬度和高纬度地区之间以及水体内部的海面温度差异明显增加。

热带地区较温暖的水域能够支持更广泛的不同温度的生境和垂直水柱内的生态位是怎么回事?鼓励更多的生物进化。


今天的热带地区比过去温暖时期 如始新世和中新世的热带地区更丰富是怎么回事?当时海洋中几乎没有垂直的温度梯度是怎么回事?这一事实就证明了这一点。


此外是怎么回事?高纬度地区海水温度的降低可能导致许多地区的生物种群灭绝是怎么回事?从而造成了现代的多样性梯度。


大规模化石研究揭示了1500万年前现代物种多样性梯度的起源


图表显示在地球古代的不同时期是怎么回事?不同的浮游有孔虫生物的数量是如何随纬度变化的。

资料来源:Fenton等人是怎么回事?《自然》2023年


浮游有孔虫起源于早至中侏罗纪时期 大约1.7亿年前。

它们在世界各地的海洋中被发现--从极地到赤道--并在海洋的上层两公里处占据一系列的生态位。

由于它们产生坚硬的外壳是怎么回事?因此可以大量保存下来。

浮游有孔虫在全球范围内的丰富数量和它们在过去6600万年的特殊化石记录使它们成为这项研究的理想群体。


该研究的重要作者Erin Saupe博士 牛津大学地球科学系说。

"通过解决物种多样性的空间模式如何在深层时间中变化是怎么回事?我们提供了宝贵的信息是怎么回事?对于理解物种多样性如何在地质时间尺度上产生和维持至关主要是怎么回事?这超出了现代生态学研究的范围。

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大规模化石研究揭示了1500万年前现代物种多样性梯度的起源


浮游有孔虫 右下的光镜图像是怎么回事?它被延伸到周围环境中的细胞质细线所包围。

这个活标本是最近在GLOW巡航中从西南印度洋的水中采集的。

资料来源:Tracy Aze, 利兹大学


该研究的共同作者Tracy Aze副教授 利兹大学地球与环境学院补充说:"尽管它们小到可以装在针头上是怎么回事?但浮游有孔虫拥有科学上已知的最完整的生物级化石记录。

我们的研究建立在60年的深海样本收集和研究科学家对数十万个标本的辛勤计数和记录之上。

能够产生关于生物分布的驱动因素的如此主要的结果是怎么回事?并为这个美妙的化石档案伸张正义是怎么回事?真是太棒了"。


研究报告的共同作者、布里斯托尔大学地理科学系的高级研究助理Alex Farnsworth博士说。

"了解为何在历史古代中是怎么回事?靠近赤道的生物更加多样和丰富是怎么回事?而靠近两极的生物则较少是怎么回事?这可以让人们了解海洋生物是怎么回事?如浮游物种是怎么回事?在未来可能做出的反应。

这些微小的单细胞物种是海洋食物链中的一个主要环节是怎么回事?因此研究它们对不断变化的气候的反应可能有助于我们更好地预测随着气候变化的不断发生是怎么回事?温度继续变暖是怎么回事?它们将可能受到怎么样的影响。

这对海洋食物网是怎么回事?如鱼类和水生哺乳动物是怎么回事?如海豹和鲸鱼是怎么回事?有潜在的很大影响是怎么回事?并可用于告知未来保护海洋物种和保护物种多样性的措施。

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