為何水生生物種類最多的地方在熱帶地區?溫度是關鍵
研究表明,全球變暖可能正減少熱帶地區的生物多樣性。目前,地球上隆起、赤道環繞的中段充滿了比其他地方更多的生命多樣性,當從熱帶地區到中緯度地區以及中緯度地區到極地時,這種生物多樣性通常會減弱。
儘管這種梯度已被廣泛接受,但生態學家們仍在努力研究它的主要原因。由內布拉斯加大學林肯分校、耶魯大學和斯坦福大學聯合發布新研究表明,溫度可以在很大程度上可以解釋熱帶地區為何會有如此多的水生生物。但由於創紀錄的全球快速變暖,這種情況可能不再如此。
該研究於2021 年5 月發表在《Current Biology》雜誌上,估計海洋生物多樣性趨於增加,直到海洋的平均表面溫度達到約65華氏度,超過這個溫度,多樣性就會慢慢下降。
該研究總結說,在地球歷史上最高表面溫度低於華氏80 度的時間段內,赤道周圍的生物多樣性是最大的。但是當最高溫度超過80 華氏度時,熱帶地區的海洋生物多樣性就會減少,而中緯度和兩極的水域則達到頂峰。
共同作者、內布拉斯加生物科學博士後研究員Will Gearty說,在極端炎熱的時期,能夠旅行相當距離的海洋生物可能從熱帶地區向北或向南遷移。固定的或移動較慢的動物,如海綿和海星,可能反而面臨滅絕。
Gearty 表示:“人們一直認為熱帶地區是多樣性的搖籃–它突然出現,然後在那裡受到保護。還有一種觀點認為……有很多人向熱帶地區遷移,但沒有離開熱帶地區。所有這些都圍繞著這樣一個想法:最高的多樣性將永遠在熱帶地區。而當我們回到過去時,我們看到的並不是這樣”。
Gearty、耶魯大學的Thomas Boag和斯坦福大學的Richard Stockey追溯到大約1.45億年前,彙編了來自地球上24個表面積相等的水平帶的軟體動物–蝸牛、蛤蜊、頭足類動物等的估計溫度和化石記錄。
三人組選擇軟體動物的記錄有多種原因。它們生活在(和生活在)全球各地,有足夠多的數量以適應統計分析,有足夠堅硬的外殼以產生可識別的化石,有足夠的變化以使它們的多樣性趨勢可以概括到魚類、珊瑚、甲殼類和一系列其他海洋動物。
這些數據使研究小組能夠得出10個地質區間的溫度-多樣性關係,這些區間涵蓋了從白堊紀到現代的大部分時間。為了研究為什麼溫度可能有如此大的影響和預測作用,斯托克伊帶頭開發了一個數學模型。該模型說明了這樣一個事實,即較高的溫度通常會增加一個生態系統中的能量,理論上提高了一個生態系統可以維持的生物多樣性的上限,至少在一定程度上。