當原哺乳動物統治地球時

一項新的研究改變了我們對古代森林崩塌如何改變地球生命程序的理解

Dimetrodon fight

異齒龍盾甲螈在丹佛自然與科學博物館對峙。

Brian Switek

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本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定反映《大眾科學》的觀點


二疊紀從未得到它應有的關注。在我們的魚類祖先在陸地上安家很久之後,但在中生代爬行動物大舉入侵之前,這段時期提供了一個觀察可能看起來像是另一種進化時間線的機會——一個我們的原哺乳動物表親和親戚用爪子掌控世界的時代。然而,不僅是誰居住在這個世界,而且它是如何形成的,仍然是神秘的,最近一項關於古代森林興衰的研究為這幅圖景增添了一些色彩。

這裡的關鍵時期是石炭紀——脊椎動物在石炭紀期間在陸地上永久安家,遠離水——和二疊紀早期之間的時間跨度。直到現在,人們還認為多樣性的變化與“石炭紀雨林崩塌”有關。普遍的假設是,茂密的石炭紀森林的收縮,以及從沼澤條件向二疊紀更乾旱氣候的轉變,隔離了各種脊椎動物物種。有人認為,這導致了在它們各自的棲息地中進化出更多的新形式。古生物學家在這段時間內看到的多樣性增加,是因為森林結構的變化創造了棲息地孤島,進化可能性發生了變化。

但是古生物學家Emma Dunne和她的同事提出,情況可能有所不同。石炭紀和二疊紀早期化石床的取樣方式可能歪曲了情況。


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當古生物學家思考化石記錄中的主要模式時,他們必須考慮取樣。地球生命的歷史記錄是不均衡的,挖掘工作通常由可及性和研究問題指導。換句話說,我們所知的化石記錄受到實際儲存下來的東西以及我們不斷從中挖掘出來的東西的影響。一些地層或構造是眾所周知的,並且已經被挖掘了幾十年。另一些我們仍然知之甚少。例如,與大部分石炭紀相比,更多二疊紀早期的地層已被取樣和收集,這可能使二疊紀看起來比之前的時期更加多樣化。如果我們想要理解隨著時間的推移進化的來回變化,就必須考慮到這種潛在的偏差來源。

Dunne和她的合著者從古生物學資料庫中存檔的資訊中提取資料,查看了地圖上從石炭紀到二疊紀早期生存的476種四足動物物種的精確位置。從那裡,他們考慮了原始多樣性——即未考慮取樣偏差的情況——然後糾正了取樣可能對大局產生的影響的方式。Dunne和她的同事的發現與其他研究人員提出的觀點相反。

首先,Dunne和她的合著者寫道,石炭紀雨林並沒有真正崩塌。這些茂盛的沼澤棲息地要麼移動了,要麼被取代了。這是一個更替的問題,而不是不適宜居住的土地分隔的最後一片森林。更重要的是,在此過渡期間的四足動物化石記錄並沒有顯示在孤立的區域中出現多樣性增加的情況。相反,物種多樣性在石炭紀-二疊紀邊界處下降,並在二疊紀早期保持相對較低的水平。

還有其他情況。Dunne和她的同事指出,他們的研究結果表明,在植被變化期間,不同脊椎動物群落之間存在更高程度的聯絡。研究人員認為,這些變化可能導致現有物種分散並擴充套件到新的區域,而不是像之前認為的四足動物被困在它們一直熟悉的棲息地中。例如,這似乎發生在被稱為楔齒龍科的背鰭原哺乳動物身上,其中包括我們的老朋友異齒龍。關於這一變化的新故事不是關於崩塌,而是可以更好地概括為“別限制我”。

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