沙漠島

氣候如何促進物種形成

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生物地理學的一個基本原則認為,與祖先種群分離的生物體會走上自己的進化軌跡。大陸漂移提供了一種這樣的隔離機制,馬達加斯加島上獨特的動植物群可能最壯觀地說明了這一點,該島大約在9000萬年前從南部岡瓦納超大陸分離出來。山脈隆起和河流形成也可以分隔種群。但一項新的研究表明,障礙不必是物理性的。古生物學家已經發掘出巨型兩棲動物的化石,這表明氣候也可以有效地隔離生物,從而促進地方特有性。

在4月14日《自然》雜誌發表的一篇論文中,紐約骨科醫學院的古生物學家克里斯蒂安·A·西多(Christian A. Sidor)和他的同事宣佈,他們發現了兩種新的兩棲動物物種,它們生活在大約2.5億年前的現在的尼日北部。類蠑螈的生物尼日佩頓·裡克力斯(Nigerpeton ricqlesi)和撒哈拉斯特加·莫拉迪恩西斯(Saharastega moradiensis)令人驚訝,倒不是因為它們令人印象深刻的體型(想想鱷魚的比例),而是因為它們與其他同時期生物不同。幾十年來,科學家們從這個晚二疊世時期挖掘化石,一次又一次地遇到相同的四足動物形態,無論他們是在南非等南部地區還是在俄羅斯等北部地區工作。這種世界性似乎表明,四足動物在這個時期可以隨意漫遊,當時地球上大部分陸地都聚集在一起,形成了一個更大的超級大陸——盤古大陸。

這項新工作描繪了一幅更為複雜的圖景。之前的考察隊主要集中在熱帶到溫帶的北部和南部緯度地區,而西多的團隊則選擇了一個更靠近古赤道的位置。地質資料和氣候模擬表明,到晚二疊世,全球氣候開始發生變化,將地球從所謂的“冰室世界”(極地冰蓋向北延伸至南非南部)轉變為“溫室世界”。極端乾燥的條件取代了盤古大陸中部的溫和條件。作者認為,這種轉變透過在它們周圍形成沙漠,有效地隔離了以前普遍存在的四足動物群落。


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這就解釋了為什麼尼日佩頓和撒哈拉斯特加比其他晚二疊世兩棲動物原始得多。事實上,它們最近的親屬生活在北美和歐洲,時間早了4000萬到9000萬年,這表明尼日佩頓和撒哈拉斯特加是先前被認為早已消失的輻射演化的殘遺物。乾旱隔離也解釋了為什麼在其他地方化石組合中占主導地位的二齒獸——哺乳動物般的爬行動物——在產出兩種新兩棲動物的地點明顯缺失。

“這是一項出色的工作,”多倫多大學的羅伯特·R·雷斯(Robert R. Reisz)評論道。他說,下一步是嘗試尋找晚二疊世期間沿海遷移的證據,這將有助於闡明南北方組合是如何變得如此相似的,儘管它們之間存在著廣闊的沙漠。

Kate Wong is an award-winning science writer and senior editor at 大眾科學 focused on evolution, ecology, anthropology, archaeology, paleontology and animal behavior. She is fascinated by human origins, which she has covered for more than 25 years. Recently she has become obsessed with birds. Her reporting has taken her to caves in France and Croatia that Neandertals once called home, to the shores of Kenya's Lake Turkana in search of the oldest stone tools in the world, to Madagascar on an expedition to unearth ancient mammals and dinosaurs, to the icy waters of Antarctica, where humpback whales feast on krill, and on a "Big Day" race around the state of Connecticut to find as many bird species as possible in 24 hours. Kate is co-author, with Donald Johanson, of Lucy's Legacy: The Quest for Human Origins. She holds a bachelor of science degree in biological anthropology and zoology from the University of Michigan. Follow Wong on X (formerly Twitter) @katewong

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