新研究揭開古代海洋被遺忘統治者的進化秘密
來自布里斯託大學、開放大學和中國地質大學的研究人員發現,雖然腕足動物正在朝著新的方向進化,但這並沒有導致物種數量的增加。這些研究結果發表在《自然-生態學與演化》(Nature Ecology & Evolution)期刊上,揭示了現代生物多樣性演化的一些核心原則。
在目前的海洋中,蛤蜊、牡蠣和蝸牛等軟體動物種類繁多,超過50,000 種,而腕足動物則比較稀少,目前已知的只有394 種。但情況並非總是如此。研究團隊發現,腕足動物在經歷了二疊紀末期的大滅絕之後,正在進化出新的外殼形狀和生態行為,這使得它們的數量受到了影響。
領導這項研究的中國地質大學郭震博士說:”在距今5.4億年到2.5億年前的古生代,腕足動物統治著海底。腕足動物有時也被稱為燈殼,它們通常位於海底,過濾海水中的微小食物顆粒。 它們中的大多數都很小–你可以用手握住二十個;但也有一些又大又厚的殼,而且活了很長時間。到大面積伸展不等,有的貝殼光滑,有的則帶有深深的脊和槽”。
“腕足動物在2.52 億年前的二疊紀末大滅絕中遭受重創,”合作者、布里斯託大學地球科學學院的邁克爾-本頓(Michael Benton)教授說:”軟體動物可能已經完全消失了,實際上,從那時起,軟體動物變得越來越成功。 “
開放大學的湯姆-斯塔布斯(Tom Stubbs)博士補充說:”事實上,滅絕後的腕足動物一直在創新和嘗試新的生活模式。從二疊紀末期到現在,腕足動物中的一個類群–櫛水母類(terebratulids)–在體形和生態功能上不斷多樣化,但它們的多樣性並沒有增加。
三疊紀腕足動物化石;右圖:近代腕足動物貝殼。資料來源:Zhen Guo
中國地質大學的陳中強教授說:「這很出乎意料。腕足動物在二疊紀末滅絕後遠非失敗者。它們在向新的方向進化,探索新的生活模式,就像同時代的軟體動物一樣。但就物種數量而言,這並沒有轉化為進化上的成功。
這項新研究是基於對過去2.5 億年中1000 多個腕足動物屬的資料庫進行的分析。對於每個屬,分析人員都記錄了幾十個關於外殼整體形狀、外部雕刻和內部解剖的測量數據。透過對這些特徵進行綜合分析,可以計算出每個主要腕足動物群在每個時間點上的整體形狀多樣性。這種”形狀多樣性”的測量方法通常稱為”差異”(disparity),可以在不同時間點之間進行比較,以顯示形狀創新的程度。
郭震總結說:「我們的研究耗費了大量精力。」但從生物多樣性背後的過程來理解現代生物多樣性非常重要。如果我們只看現代腕足動物,就無法了解它們過去豐富的歷史,也無法了解它們在演化上的創新性。但我們發現,在腕足動物的歷史中,差異和多樣性是脫鉤的,這項發現既新穎又出乎意料。腕足動物在進化新的外殼形式方面很有創造力,但這並沒有轉化為許多新的物種”。
編譯自/ ScitechDaily