<p>研究人員利用近50萬(wàn)塊化石解開(kāi)了一個(gè)科學(xué)謎團(tuán)&mdash;&mdash;為什么不同物種的數(shù)量在赤道附近最多，而向極地地區(qū)減少。</p> <p>&nbsp;</p> <p>這個(gè)結(jié)果，發(fā)表在期刊上自然，對(duì)生物多樣性是如何在長(zhǎng)時(shí)間尺度上產(chǎn)生的，以及氣候變化如何影響全球物種的豐富度提供有價(jià)值的見(jiàn)解。</p> <p>&nbsp;</p> <p>眾所周知，在海洋和陸地生態(tài)系統(tǒng)中，物種（包括動(dòng)物、植物和單細(xì)胞生物）表現(xiàn)出所謂的緯向多樣性梯度，生物多樣性在赤道達(dá)到峰值。</p> <p>&nbsp;</p> <p>迄今為止，有限的化石數(shù)據(jù)使研究人員無(wú)法徹底調(diào)查這種多樣性梯度是如何產(chǎn)生的。</p> <p>&nbsp;</p> <p>在這項(xiàng)新的研究中，利茲大學(xué)、牛津大學(xué)和布里斯托爾大學(xué)的研究人員使用了一組稱(chēng)為浮游有孔蟲(chóng)的單細(xì)胞海洋浮游生物。</p> <p>&nbsp;</p> <p>該團(tuán)隊(duì)分析了全球化石數(shù)據(jù)庫(kù)中434113個(gè)條目，涵蓋了過(guò)去4000萬(wàn)年。</p> <p>&nbsp;</p> <p>他們調(diào)查了物種數(shù)量隨時(shí)間和空間變化的關(guān)系，以及緯度多樣性梯度的潛在驅(qū)動(dòng)因素，如海平面溫度和海洋鹽度水平。</p> <p>&nbsp;</p> <p>Tracy Aze博士地球與環(huán)境學(xué)院利茲大學(xué)的一位研究合著者說(shuō)：&ldquo;盡管它們小到可以放在針頭上，但浮游有孔蟲(chóng)擁有科學(xué)上已知的最完整的物種級(jí)化石記錄之一。</p> <p>&nbsp;</p> <p>&ldquo;我們的研究建立在60年的深海樣品收集和研究科學(xué)家對(duì)數(shù)十萬(wàn)個(gè)標(biāo)本的認(rèn)真計(jì)數(shù)和記錄的基礎(chǔ)上。能夠產(chǎn)生關(guān)于物種隨時(shí)間分布的驅(qū)動(dòng)因素的如此重要的結(jié)果，并公正對(duì)待這個(gè)奇妙的化石檔案，真是太棒了。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>該研究的主要發(fā)現(xiàn)是：</p> <p>&nbsp;</p> <p>現(xiàn)代緯度多樣性梯度大約在3400萬(wàn)年前首次出現(xiàn)，當(dāng)時(shí)地球開(kāi)始從溫暖氣候向涼爽氣候轉(zhuǎn)變。</p> <p><br />這一梯度最初保持較淺，直到大約1500萬(wàn)到1000萬(wàn)年前才明顯變陡。這與全球降溫的顯著增加相吻合。</p> <p><br />浮游有孔蟲(chóng)的豐富度峰值出現(xiàn)在4000萬(wàn)至2000萬(wàn)年前的高緯度地區(qū)。然而，大約在1800萬(wàn)年前，豐富度峰值轉(zhuǎn)移到了緯度10&deg;到20&deg;之間，與今天觀(guān)察到的多樣性模式一致。</p> <p><br />物種豐富度和海面溫度之間存在著很強(qiáng)的正相關(guān)關(guān)系&mdash;&mdash;無(wú)論是在特定地點(diǎn)或特定時(shí)間的不同地點(diǎn)隨時(shí)間建模。</p> <p><br />物種豐富度和溫躍層強(qiáng)度之間也存在正相關(guān)關(guān)系：海洋表面較溫暖的混合水和下面較冷的深水之間的溫度梯度。</p> <p><br />溫暖水域的多樣性更強(qiáng)</p> <p><br />據(jù)研究人員稱(chēng)，這些結(jié)果表明，浮游有孔蟲(chóng)物種豐富度的現(xiàn)代分布可以用過(guò)去1500萬(wàn)年來(lái)從赤道到兩極的緯度溫度梯度變陡來(lái)解釋。</p> <p>&nbsp;</p> <p>與高緯度地區(qū)相比，這可能在熱帶地區(qū)的水柱內(nèi)開(kāi)辟了更多的生態(tài)位，促進(jìn)了更高的物種形成率。</p> <p>&nbsp;</p> <p>為了驗(yàn)證這一假設(shè)，研究人員檢查了現(xiàn)代浮游有孔蟲(chóng)物種在垂直水柱內(nèi)不同深度的生活程度。他們發(fā)現(xiàn)，與高緯度地區(qū)相比，在靠近赤道的低緯度地區(qū)，如今的物種在水柱內(nèi)垂直分布更加均勻。</p> <p>&nbsp;</p> <p>這表明，現(xiàn)代多樣性梯度的一個(gè)關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)因素是1500萬(wàn)年以來(lái)，低緯度和高緯度地區(qū)之間以及水柱內(nèi)的海面溫度差異顯著增加。</p> <p>&nbsp;</p> <p>熱帶地區(qū)溫暖的水域能夠支持垂直水柱內(nèi)更廣泛的不同溫度棲息地和生態(tài)位，鼓勵(lì)更多物種進(jìn)化。</p> <p>&nbsp;</p> <p>這一點(diǎn)得到了以下事實(shí)的支持：今天的熱帶地區(qū)比過(guò)去溫暖時(shí)期的熱帶地區(qū)（如始新世和中新世）更為豐富，當(dāng)時(shí)海洋中幾乎沒(méi)有垂直溫度梯度。</p> <p>&nbsp;</p> <p>此外，高緯度地區(qū)海水溫度下降可能導(dǎo)致許多區(qū)域物種滅絕，導(dǎo)致現(xiàn)代多樣性梯度。</p> <p>&nbsp;</p> <p>浮游有孔蟲(chóng)貝殼的掃描電鏡圖像阿達(dá)西球蟲(chóng)此標(biāo)本是在GLOW郵輪上從西南印度洋的海底沉積物中采集的。圖片來(lái)源：特蕾西&middot;阿澤，利茲大學(xué)。</p> <p><br />Erin Saupe醫(yī)生，來(lái)自地球科學(xué)系牛津大學(xué)（University of Oxford）是該研究的主要作者，他說(shuō)：&ldquo;通過(guò)研究生物多樣性的空間模式如何隨深度變化，我們提供了有價(jià)值的信息，這些信息對(duì)于理解生物多樣性是如何在地質(zhì)時(shí)間尺度上生成和維持的至關(guān)重要，超出了現(xiàn)代生態(tài)學(xué)研究的范圍。&rdquo;</p> <p>&nbsp;</p> <p>研究合著者Alex Farnsworth博士地理科學(xué)系s、 布里斯托爾大學(xué)（University of Bristol）表示：&ldquo;了解為什么古代歷史上的物種在赤道附近更為多樣和豐富，而在兩極附近則更少，可以為海洋物種（如浮游生物）未來(lái)的反應(yīng)提供重要的見(jiàn)解。</p> <p>&nbsp;</p> <p>&ldquo;這些微小的單細(xì)胞生物是海洋食物鏈中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，因此研究它們對(duì)氣候變化的反應(yīng)可能有助于我們更好地預(yù)測(cè)隨著氣候變化的加劇，溫度繼續(xù)變暖，它們可能受到的影響。這對(duì)魚(yú)類(lèi)和水生生物等海洋食物網(wǎng)具有潛在的重大影響。&rdquo;海豹和鯨魚(yú)等水生哺乳動(dòng)物，可用于指導(dǎo)未來(lái)保護(hù)海洋生物和保護(hù)生物多樣性的措施</p> <p>&nbsp;</p> <blockquote> <p>注：本文由院校官方新聞直譯，僅供參考，不代表指南者留學(xué)態(tài)度觀(guān)點(diǎn)。</p> </blockquote>