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为什么赤道的物种比两极的多

2019-09-12 13:59:16  阅读:6316 作者:责任编辑。王凤仪0768

在咱们的地球上,处处都遍及着令人称奇的奇怪生命:在日本的海岸上,有腿长3米多的螃蟹在疾走;在北美东部,有在夜晚宣布光辉的蘑菇;还有那些会饮下亚马逊泥龟眼泪的蝴蝶。

但是,在天然国际中,有一条登峰造极的规律,那就是在热带区域具有十分多的不同物种,但这种数量会跟着向南北极的移动而急剧下降。芝加哥大学的David Jablonski教授是研讨物种灭绝和生物多样性方面的闻名学者,他说这一规律简直适用于一切品种的生命,也适用于一切环境,但背面的原因却仍是咱们剧烈争辩的焦点:“这是一个能够追溯到达尔文之前的基本问题。”

Jablonski的方针是了解生物多样性,这是一个具有严重利害关系的课题,比方它关系到物种将怎么习惯气候改动这类问题。

Jablonski对软体动物的研讨刻画了这个范畴。一般来说,这类科学家所研讨的课题要么是针对物种的形状(生物体的身体形状),要么是针对它们的功用(生物体的生计办法)。例如,一个蛤蜊的壳能够是多刺的,也能够是润滑的;它能以海岸淹没的圆木为食,也能够依靠在潮滩过滤浮游生物为生。每种不同的研讨视点都能让咱们获取一些关于进化、生态位以及生物多样性形式的不同信息;但每种办法都十分复杂,因而很少有人将它们一同进行研讨。Jablonski以为,应该将这两种视点结合起来,或许就能发作重要的见地。

最近,他的实验室在两项研讨中都采用了这种办法,经过结合其他专家学者的力气,他们以一种立异的办法研讨了生物多样性从热带到南北极的改动。

在第一项研讨中,他们与鸟类生物学家Trever Price教授协作,比较了Jablonski的软体动物数据与Price对鸟类的洞见。

在热带鸟类中,有的生计办法能够养活许多种物种,例如,许多鸟类都以树枝上的昆虫为食;而还有一些生计办法只能养活少量几种物种。这种形式一向继续到中纬度区域,但之后就存在一个显着的临界点,让动物们赖以生计的办法削减,并且这些办法之间的不均匀散布也会削减。

Jablonski发现,这种形式也呈现在软体动物中。这一成果让一切人都大吃一惊。这意味着咱们所看到的物种遭到一种更高阶的操控,这种操控可大规划地运转于全球规模,包含陆地和海洋。

这种理论以为,在热带区域,物种之间有更大的空间进行精密专化——在环境中的某个部分,例如森林中树冠高处的树枝上,不只有只吃种子的鸟类,并且还有只吃一种种子的鸟类。但跟着纬度的添加,气候变得越来越季节性,生计也变得越来越难,成为专化物种的或许性也就越来越小。

Jablonski说,这是关于生物多样性怎么作业的新发现,它或许会对随气候改动的发展而呈现的状况发作影响。例如,那些进犯咱们所介意的作物与植物的寄生虫会发作些什么?跟着气候的变暖,将会有一些能会集进犯特定宿主的物种呈现。

第二篇论文是由博士后研讨员Katie Collins领导的研讨,他们的研讨重点是用技能来剖析从热带到极地,软体动物的形状是怎么改动的。

他们用微型CT扫描仪扫描了在佛罗里达群岛和缅因湾发现的95%的物种样本,并因而得到了一组宝贵的三维图画。大多数研讨都只针对壳层的长度和高度,但这明显不是它们的悉数相貌。第三维度为咱们带来了一层新的了解。

佛罗里达群岛和缅因湾的研讨区域图。上面一排是高纬度区域的贝壳,与下面一排接近赤道的色彩艳丽的贝壳比较,高纬度区域的贝壳更润滑、更平整。| 图片来历:Katie Collins

当你走过佛罗里达群岛的海滩时,你的眼睛会被色彩艳丽、形状各异的大贝壳所招引。但在科德角以北,就再也看不到这种现象,那里的贝壳都是润滑平整的,并且往往很小,乍一看,这好像标明物种形状发作了巨大的改动。

但是科学家发现状况并非如此。Collins说:“咱们发现,本来处处都有这种一般的贝壳,热带贝壳实际上是一般贝壳和那些独特贝壳的混合体;当你越往北走,这些美丽的独特贝壳就会从混合物中逐渐退出。所以个别物种并不会为了习惯新的环境而改动;而是各式各样八怪七喇的东西会逐渐都退出。”

Jablonski说:“高纬度的气候好像会缩小贝壳类生物的生计规模,而有的谱系能够说现已被冻结了。”跟着气候和环境的继续改动,这对人类也会发作影响。

Collins说:“这标明,在应对高纬度区域更恶劣的环境问题上,大多数动物更有或许挑选了半途退出,而不是去习惯。这或许会以一种十分实在的办法影响人类。双壳类动物在渔业中扮演着重要的人物,咱们无法知道咱们最喜欢吃的牡蛎、扇贝或贻贝等动物是否会跟着周围气候的改动而消失,或许脱离它们本可进入的渔场。”

来自弗罗里达群岛的美国海菊蛤(左)是一种热带物种,贝壳上的长刺能够抵挡捕食者;北极蛤(右)只在冰冷的水域,比方如缅因州湾呈现。| 图片来历:Katie Collins

软体动物是科学家们喜欢的一种研讨目标,由于它们的外壳很简单变成化石。现在的这两项研讨针对的都是现代物种,接下来科学家即将将把目光投向化石。例如他们即将研讨,跟着时刻的推移,这些独特谱系是改动得更快,更简单灭绝,仍是更安稳。

Jablonski说:“归纳来看,这些新的研讨标明,生物多样性的不同维度在全球规模内并不是一起发作改动的,这些差异告知了咱们一些新的关于刻画地球生命的力气的状况。”

参阅来历:

https://news.uchicago.edu/story/why-there-are-so-many-species-equator-and-so-few-poles

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