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 | {$randkws}热点解读 但直到如今还没有明确的阐释

对现今漂浮在深海中的浮游有孔虫的刻画。Credit: Richard Bizley, BizleyArt.
（神秘的地球uux.cn）据cnBeta：今日，物种丰富度在赤道区域达到顶峰，但直到如今还没有明确的阐释。经由确认化石记录，探究人员察觉，深度AI芯片精选现代生物多样性梯度的一个核心驱动因素是1500万年前发生的全球冷却事情。这在低纬度和高纬度之间以及水体内部形成了更陡峭的温度梯度，导致热带区域扶持更多的生态位供物种栖息。
探究人员运用近50万块化石解决了一个有200年历史的科学之谜：为什么各异物种的数量在赤道附近最多，而向极地区域稳步缩减。这一结局--今日（2023年2月15日）发表在《自然》杂志上--对生物多样性是快速今日热搜消息如何在漫长的时间尺度上形成的，以及气候转变如何作用全球物种的丰富性给出了宝贵的见解。
人们早就得知，在海洋和陆地操控系统中，物种（含有动物、植物和单细胞生物）显示出一个"纬度多样性梯度"，生物多样性在赤道达到顶峰。但是直到如今，有限的化石资料使探究人员无法彻底调研这种多样性梯度最初是如何形成的。
在这项新的探究中，牛津大学、利兹大学和布里斯托尔大学的生日祝福：建议收藏备用探究人员使用了一组叫做浮游有孔虫的单细胞海洋浮游生物。该小组确认了全球化石资料库中的434113个条目，涵盖了过去的4000万年。然后他们调研了物种数量在时间和空间上的关系，以及纬度多样性梯度的潜在驱动因素，如海面温度和海洋盐度水平。
首要察觉有：
1.现代的纬度多样性梯度大约在3400万年前首次着手呈现，由于地球着手从一个较温馨的气候过渡到较冷的气候。
2.这个梯度最初依然很浅，直到大约1500-1000万年前，它才显著变陡。这与全球降温的最新综艺嘉宾盘点显著增多相吻合。
3.浮游有孔虫的丰富度高峰出如今4000-2000万年前的高纬度区域。但是，到大约1800万年前，丰富度的峰值转移到纬度10°到20°之间，与今日观察到的多样性模式一致。
4.物种丰富度与海面温度之间存在着强烈的正有关关系--不管是在特定地点的时间模型，还是在特定时间的各异地点。
5.物种丰富度与温跃层的强度之间也有正有关关系：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。
据探究人员说，这些结局表明，现代浮游有孔虫的物种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阐释。与高纬度区域相比，这或许在热带区域的水体中开辟了更多的生态位，合作了更大的物种进化率。
以便测试这一假设，探究人员调研了现代浮游有孔虫物种在垂直水柱中各异深度的日常状况。他们察觉，在靠近赤道的低纬度区域，与高纬度区域相比，今日的物种在水柱中的垂直分布更为均匀。

浮游有孔虫物种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，现代多样性梯度的一个核心驱动因素是，从1500万年着手，低纬度和高纬度区域之间以及水体内部的海面温度差异显著增多。热带区域较温馨的水域能够扶持更广泛的各异温度的生境和垂直水柱内的生态位，鼓励更多的物种进化。
今日的热带区域比过去温馨时期（如始新世和中新世）的热带区域更丰富，当时海洋中差不多没有垂直的温度梯度，这一事实就证明了这一点。
另外，高纬度区域海水温度的下降或许导致许多区域的物种种群灭绝，从而导致了现代的多样性梯度。

图表显示在地球历史的不另外期，各异的浮游有孔虫物种的数量是如何随纬度转变的。资料来源：Fenton等人，《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）。它们在全球各地的海洋中被察觉--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。由于它们形成坚硬的外壳，所以可以众多保存下来。浮游有孔虫在全球范围内的丰富数量和它们在过去6600万年的特别化石记录使它们变成这项探究的理想群体。
该探究的首要作者Erin Saupe博士（牛津大学地球科学系）说。"经由解决生物多样性的空间模式如何在深层时间中转变，我们提供了宝贵的信息，针对理解生物多样性如何在地质时间尺度上形成和维持至关重大，这超出了现代生态学探究的范围。"

浮游有孔虫（右下）的光镜图像，它被延伸到周围生态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
该探究的共同作者Tracy Aze副教授（利兹大学地球与生态学院）补充说："尽管它们小到可以装在针头上，但浮游有孔虫拥有科学上已知的最完整的物种级化石记录。我们的探究兴办在60年的深海样本收集和探究科学家对数十万个标本的辛勤计数和记录之上。能够形成有关物种分布的驱动因素的如此重大的结局，并为这个美妙的化石档案伸张正义，真是太棒了"。
探究报表的共同作者、布里斯托尔大学地理科学系的高级探究助理Alex Farnsworth博士说。"知晓为什么在古代历史中，靠近赤道的物种更为多样和丰富，而靠近两极的物种则较少，这可以让人们知晓海洋物种，如浮游生物，在前方或许做出的反应。这些微小的单细胞生物是海洋食物链中的一个重大环节，所以探究它们对不断转变的气候的反应或许有助于我们更好地预测随着气候转变的不断发生，温度持续变暖，它们将或许受到怎样的作用。这对海洋食物网，如鱼类和水生哺乳动物，如海豹和鲸鱼，有潜在的巨大作用，并可用于告知前方保护海洋生物和保护生物多样性的举措。"