本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，反映了作者的觀點，不一定代表《大眾科學》的觀點
現在是通往過去的鑰匙。每一位名副其實的地質學家都明白這個道理。這句名言是均變論原理的精髓，在全國各大學的地質學系裡，它被醒目地印在馬克杯、保險槓貼紙以及更多物品上。但雖然現在正在發生的現象確實可以幫助我們理解史前時期發生的事情，但線索的流動並非單向的。過去很可能也是通往未來的鑰匙，特別是當我們想要預覽快速氣候變化時期可能發生的事情時。鑑於我們人類現在正在讓全球氣溫升高，明智之舉是回顧過去，瞭解我們可能對自然的未來抱有什麼樣的期望。
在哺乳動物時代的黎明，大約5600萬年前，全球氣溫迅速升高。在大約10萬年的時間裡，氣溫上升了超過9華氏度。古生物學家將其稱為古新世/始新世極熱事件（簡稱PETM），而要了解其影響，幾乎沒有比懷俄明州沙漠更好的地方了。這裡的化石地點以出產該時期的詳細物種序列而聞名，記錄了生命對快速氣候變化的反應。
例如，昆蟲的情況相當不錯。以至於來自PETM的植物化石顯示，由飢餓的節肢動物造成的孔洞和凹坑數量激增。還有哺乳動物。在古代懷俄明盆地經歷這場熱浪的哺乳動物，比之前或之後的哺乳動物都要小。動物群似乎在高溫中縮小了，就像生物收縮片一樣。
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但這究竟意味著什麼變化？直到現在，古生物學家們一直在考慮兩種假設。可能是體型較大的哺乳動物物種隨著時間的推移進化得越來越小，這是一種稱為直生演化的直線式發展。又或者，體型較小的物種可能是密切相關的移民物種，它們之前生活在更溫暖的棲息地，並且能夠在大物種滅絕後茁壯成長。無論哪種方式，假設都是體型較小的哺乳動物可能更能夠散熱，並應對伴隨高二氧化碳水平而來的植物營養價值的改變。
但布萊恩·蘭金及其同事的新研究著眼於另一種可能性——物種選擇。其邏輯與自然選擇相同，但提升了一個層次。就像個體一樣，論點認為，某些物種在分裂出後代物種方面會以某種方式比其他物種更成功。在這種情況下，體型較大的哺乳動物物種會在溫室世界中遭受苦難，而已經很小的物種則會衍生出更多的新譜系。當大型物種滅絕時，小型物種就會大量繁殖。
幸運的是，比格霍恩盆地和克拉克斯福克盆地的動物群已被廣泛研究，以至於古生物學家們已經能夠重建體型、祖先-後代關係（這是一項罕見的壯舉），並識別出移民物種。這就是數十年的野外工作所達成的目標——一個包含超過2000個地點、5000個標本和50個物種的資料集，這些物種根據這些哺乳動物生活的時間和地點進行了仔細排列。將所有這些資料輸入到自然學家所謂的普萊斯方程的修改版本中，蘭金及其同事得以解析古代野獸體型縮小的原因。
整個新生代的氣候變化。 來源：Robert A. Rohde 維基百科 (CC BY-SA 3.0)
新生代這個狹窄的時間跨度內哺乳動物體型發生變化並非只有一個原因。蘭金及其同事得出結論，主要原因是小型物種遷移到比格霍恩盆地和克拉克斯福克盆地，而大型本地物種則消失了。這些哺乳動物包括古老的有蹄食草動物小始祖馬和靈長類動物泰勒硬齒鼠。古生物學家還發現了一些本地物種的證據，例如食肉動物維瓦拉弗斯·波利圖斯，隨著時間的推移變得越來越小。
現在奇怪的部分來了。古生物學家在這些盆地中發現了一些物種選擇的影響，但它卻有利於更大的哺乳動物。這是一場滅絕和進化的雙重打擊。一些小型動物，如早期靈長類動物卡波萊斯特斯·辛普森尼，在滅絕的同時，一些大型動物，如外形像齧齒動物的阿齊戈尼克斯，正在留下大型後代物種。
如果沒有物種選擇導致一些大型物種更成功地留下體型龐大的後代，PETM的哺乳動物群將會比岩石中遺留下來的還要小。並且隨著悶熱的消退，物種選擇仍然偏愛更大的物種，而直生演化和移民則不那麼重要。這可能意味著物種選擇在古新世和始新世時期是一個相對恆定的因素，但在強烈的熱量給小型哺乳動物帶來短暫優勢時，它曾被短暫地抑制。
如果還沒有發生，類似的影響可能很快就會發揮作用。蘭金及其合著者寫道，在非常短的時間框架內，氣候變化的影響可以在物種內部看到。但在長期——我們可以從人為氣候變化中看到的長期影響——物種選擇開始發揮作用。哪些物種滅絕，哪些物種能夠不斷衍生出後代，開始以新的方式塑造世界。進化沒有既定的道路。沒有命運。但透過回顧遙遠的過去，也許我們可以開始感知我們無意中創造的新世界的粗略輪廓。
更多資訊，請檢視沙伊娜·蒙塔納裡的帖子，瞭解同一項研究。
參考文獻
Rankin, B., Fox, J., Barron-Ortiz, C., Chew, A., Holroyd, P., Ludtke, J., Yang, X., Theodor, J. 2015. 擴充套件的普萊斯方程量化了整個古新世/始新世極熱事件中哺乳動物體型的物種選擇。英國皇家學會學報B輯：生物科學。doi: 10.1098/rspb.2015.1097