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新研究发现古代海洋动物虽然种类稀少却拥有丰富的创造力

导读 布里斯托大学、开放大学和中国地质大学的研究人员发现,腕足动物正在朝着新的方向进化,但从物种数量来看,这并没有取得进化的成功。该研究

布里斯托大学、开放大学和中国地质大学的研究人员发现,腕足动物正在朝着新的方向进化,但从物种数量来看,这并没有取得进化的成功。

该研究结果今日发表在《自然生态与进化》杂志上,揭示了现代生物多样性进化的一些核心原则。

在目前的海洋中,蛤蜊、牡蛎和蜗牛等软体动物种类繁多,有超过50,000种,而腕足动物则相对稀少,已知的种类只有394种。但情况并非总是如此。研究小组发现,在二叠纪末期大规模灭绝之后,腕足动物正在进化出新的壳形和生态行为,这损害了它们的数量。

“在古生代,即距今5.4亿至2.5亿年前,腕足动物着海底,”领导这项研究的中国地质大学的郭震博士说。“腕足动物有时被称为灯壳,它们通常栖息在海底,从海水中过滤微小的食物颗粒。它们中的大多数都很小——你可以用手握住20个;但其他的则很大,壳很厚,寿命很长。它们的壳从圆形到宽阔的都有,它们的壳要么光滑,要么带有深脊和凹槽。”

“腕足类动物在2.52亿年前的二叠纪末期大规模灭绝事件中受到了严重打击,”布里斯托尔大学地球科学学院的迈克尔·本顿教授说道。“这个群体可能已经完全消失,事实上,从那时起,软体动物就变得越来越成功。长期以来,人们认为腕足类动物之所以如此稀少,是因为幸存者只能停留在少数几种生活方式上。”

开放大学的汤姆·斯塔布斯博士补充道:“事实上,灭绝后的腕足动物正在创新并尝试新的生活方式。从二叠纪末期到现在,腕足动物群一直在多样化其体形和生态功能,但它们的多样性并没有增加。”

“这很出乎意料,”中国地质大学教授陈忠强说。“腕足动物在二叠纪末期灭绝后远未走向衰败。它们正在向新的方向进化,探索新的生活方式,就像当时的软体动物一样。但从物种数量来看,这并没有转化为进化的成功。尽管它们在形态和功能上出现了爆发式的进化,但它们却无法广泛传播,具体原因仍不清楚。”

这项新研究基于对过去2.5亿年中1000多个腕足动物属的数据库的分析。对于每个属,分析人员记录了数十个测量值,包括贝壳的整体形状、外部雕刻和内部解剖结构。

将这些特征综合起来进行分析,可以测量出每个主要腕足类群在每个时间点的整体形状多样性。这种“形状多样性”的测量方法(通常称为差异性)可以随时间点进行比较,以显示形状创新的测量方法,并且可以将其与同一时间跨度内的物种或属的数量进行比较。

“我们的研究花费了巨大的精力,”郭振说。“但从其背后的过程来理解现代生物多样性是很重要的。”

“如果我们只看现代腕足动物,我们就无法了解它们丰富的历史以及它们在进化方面的创新性。但我们发现腕足动物历史上的差异性和多样性是分离的,这是新的和意料之外的。腕足动物在进化新的壳形方面相当有创造力,但这并没有转化为许多新物种。”

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