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动物考古新发现新陈代谢快易灭绝
2018年12月28日 11:55    来源:上海科技报社    关注度(27)

袋狼

渡渡鸟

猛犸象

四分之三 5次大灭绝减少大部分物种

美国堪萨斯大学无脊椎古生物学博士后研究员卢克·斯多尔茨表示,古生物学家都了解,在地球的历史中,有几个关键时刻正是生物灭绝的“高发期”。目前,研究人员已经确定了“5次物种大灭绝”,在过去的5亿年中,每一次的大灭绝都在很短的时间内抹去了地球上四分之三的生物。

当然,值得一提的是,即使是在“集体灭绝”的大背景下,仍有大约四分之一的生物得以幸存。于是我们不禁要问:“究竟是什么原因决定了某一物种是否能活下来?”

很显然,不同种类动物的灭绝率是不同的,而且我们很清楚一点,不是所有的物种对于外界环境的变化都是那么“敏感”。科学家们做了许多工作,积极地记录灭绝的物种,但是他们也知道,确定这些物种灭绝的原因和过程并不是那么容易。

三大因素 化石标本揭示物种灭绝原因

如果我们看看现代的灭绝案例就会发现,一些导致物种灭绝的原因很明显。其中之一就是“人口”减少。当某一物种内成员数量减少时,该物种的遗传多样性就会减少,而它们对于灾难事件的敏感性就会大大提高。如果该物种剩下的“人口”规模足够小,一场森林大火甚至是一次种族内性别比例的随机变化都有可能让它们走到尽头。

近代的物种灭绝案例获得了广泛的关注,例如很多教科书都记载的渡渡鸟、袋狼和候鸽等。不过,更大规模的物种灭绝其实发生在人类出现之前。于是,化石标本就成了科学家们研究物种灭绝的主要资料来源。随着古生物学家结合对过去环境的了解来解读化石,物种灭绝原因越来越清晰地显现出来。科学家们发现,物种灭绝可能与一系列因素有关。

首先就是温度。我们都知道,温度变化是影响物种生存状态的重要因素。在地球漫长的历史长河中,几乎每一次全球气温的大幅上升或下降,都能灭绝一大片不同的生物。

其次是生活面积。一个物种占据的地理区域面积同样很重要。物种分布越广泛就越不容易灭绝。相反,如果生活范围很有限,又与其他物种间没什么交集,那么该物种灭绝的可能性就更高。

另外一点就是随机事件。除了天气、栖息地等相对“稳定”的因素外,随机事件也会导致物种灭绝,例如毫无预兆的“天外来客”。陨石算是地球上众多生物的“头号公敌”了,它背负的“血债”可不少——白垩纪末期地球上75%的物种灭绝都要算到它的头上,其中也包括非鸟类恐龙。正因为随机事件的“任性”,一些人提出相比“适者生存”,“幸运者生存”可能更恰当。

最新理论 新陈代谢率低的更容易生存

不过,最近科学家们又发现了比“幸运者”更适合生存的群体,那就是“懒者”更容易生存。研究人员发现,新陈代谢率可以预示物种是否会灭绝。相比代谢率低的群体,代谢率高的软体动物更容易灭绝。

其实,这一“理论”不仅适用于软体动物,科学家们发现,无论是果蝇还是哺乳动物,对于个体来说,较高的新陈代谢率和较高的死亡率之间确实有关联。因此,新陈代谢在多个生物学水平上可以被视为死亡率的重要控制条件。由于新陈代谢率和一系列特征有关,包括生长率、成熟期、最长寿命、最大种群规模等,似乎某个或所有这些特征都可能影响一个物种面临灭绝的脆弱程度。

待解难题 生物作用和人类影响有多大

虽然科学家们找出了物种灭绝的一个个原因,但是仍有许多谜团有待进一步研究。

例如,一些生物的灭绝和环境重大变化或生物学巨变没有任何关系。这种情况被称为“背景灭绝率”,即物种的自然灭绝。由于科学家们倾向于关注大规模的物种灭绝,“背景灭绝率”的定义并不是很清楚,目前也不完全了解它的波动幅度。但事实上,它正是大多数物种灭绝的方式。

另外,在解释物种灭绝时,生物学相互作用的变化究竟有多重要?例如,当捕猎者数量增加,或者当某个重要猎物灭绝时,某一物种可能面临灭绝。然而在这一方面,化石并没有向科学家透露什么信息。

对于古生物学家来说,他们有可能犯的最大错误就是在评估和解释物种灭绝时“一刀切”。因为任何物种的灭绝“脆弱程度”都会随着时间的变化而改变,当面对环境变化时,不同生物种群的反应也不一样。

因此,想要判断任何一个物种濒临灭绝到底是受到了人类活动或气候变化的多大影响,有时仍然是一个悬而未决的问题。

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科学家绘制最全灭绝哺乳动物地图

丹麦奥胡斯大学和瑞典哥德堡大学的研究人员近期绘制了迄今为止最全面的哺乳动物家族树和地图集,将近6000种现存和最近灭绝的哺乳动物物种联系了起来。

研究团队花费了几个月的时间将现有的数据整合起来,并填补了其中缺失的部分。之后他们对比旧地图,看看在没有现代人类的干预下,物种的自然范围会是什么样。对于已经灭绝的物种,科学家们将DNA证据和来自世界各地的化石发掘地点数据结合起来,利用计算机算法预测已经灭绝的物种与现存哺乳动物可能融合的地方。

虽然此前也有人试图绘制所有哺乳动物的分布范围图,并试图搞清楚它们的族谱,但是总是遗漏了一个关键的哺乳动物族群——因人类导致灭绝的物种。

瑞典哥德堡大学生物学家索伦·福尔比称,这是第一次大规模、全面地涵盖了包括袋狼、猛犸象在内的灭绝物种,以及因人类活动导致活动区域丧失的现存物种。新地图也囊括了已经灭绝的物种,丹麦奥胡斯大学古生物学家马特·戴维斯表示,如果要研究全球生物多样性的模式,就必须考虑像袋狼这样的物种,因为它们在不到一百年前才从地球上消失。直到最近,这些大型哺乳动物才因为人类而大量灭绝,留下了一个缺乏巨兽的世界。

(作者:陈小丹 责任编辑:chunchun)

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