化石研究顯示海洋動(dòng)物之間的進(jìn)化“軍備競(jìng)賽”徹底改變海洋生態(tài)系統(tǒng)
（神秘的地球uux.cn報(bào)道）據(jù)cnBeta：一項(xiàng)新研究顯示，海洋動(dòng)物之間的化石海洋化徹進(jìn)化“軍備競(jìng)賽”徹底改變了海洋生態(tài)系統(tǒng)，其規(guī)模類似于全球?yàn)?zāi)難引發(fā)的研究洋生蘇州外圍（外圍上門）外圍預(yù)約（電話微信180-4582-8235）提供高端外圍上門真實(shí)靠譜快速安排不收定金見人滿意付款大規(guī)模滅絕。瑞典于默奧大學(xué)和佛羅里達(dá)自然歷史博物館的顯示科學(xué)家們利用古生物數(shù)據(jù)庫(kù)建立了一個(gè)多層次的計(jì)算機(jī)模型，記錄了過去5億年海洋生物的動(dòng)物的進(jìn)底改歷史。他們對(duì)化石記錄的變海分析與古生物學(xué)家J. John Sepkoski在1981年的一項(xiàng)開創(chuàng)性研究密切呼應(yīng)--但有一個(gè)關(guān)鍵的不同。
Sepkoski的態(tài)系統(tǒng)開創(chuàng)性統(tǒng)計(jì)工作顯示，大約在4.9億年和2.5億年前，軍備競(jìng)賽整個(gè)海洋的化石海洋化徹生物多樣性發(fā)生了突變，對(duì)應(yīng)的研究洋生是兩次大滅絕事件。這些事件將海洋生物劃分為他所說(shuō)的顯示“三大進(jìn)化動(dòng)物群”，每個(gè)動(dòng)物群都由一組獨(dú)特的動(dòng)物的進(jìn)底改動(dòng)物主導(dǎo)。但新模型揭示了第四個(gè)。變海
大約2.5億至6600萬(wàn)年前，態(tài)系統(tǒng)蘇州外圍（外圍上門）外圍預(yù)約（電話微信180-4582-8235）提供高端外圍上門真實(shí)靠譜快速安排不收定金見人滿意付款掠食性海洋動(dòng)物和它們的軍備競(jìng)賽獵物之間為生存而進(jìn)行的激烈斗爭(zhēng)可能是一種同樣強(qiáng)大的力量，將海洋多樣性重塑為我們今天所看到的樣子。第三次大的轉(zhuǎn)變比之前的轉(zhuǎn)變要漸進(jìn)得多，它是由生物體而不是外部過程所驅(qū)動(dòng)的。
“我們了解到的是，并非所有動(dòng)物生命的重大轉(zhuǎn)變都與大規(guī)模滅絕事件有關(guān)，”研究的主要作者Alexis Rojas說(shuō)，他在佛羅里達(dá)大學(xué)獲得博士學(xué)位。Rojas現(xiàn)在是綜合科學(xué)實(shí)驗(yàn)室的博士后研究員，該實(shí)驗(yàn)室是于默奧大學(xué)致力于跨學(xué)科研究的中心。
研究報(bào)告的共同作者M(jìn)ichal Kowalewski說(shuō)，許多科學(xué)家長(zhǎng)期以來(lái)一直認(rèn)為，火山活動(dòng)、小行星撞擊或氣候變化等外部因素是地球生物圈發(fā)生重大變化的主要驅(qū)動(dòng)力。 Kowalewski是Rojas的博士生導(dǎo)師和佛羅里達(dá)博物館湯普森無(wú)脊椎動(dòng)物古生物學(xué)主席。
“化石記錄告訴我們，生命史上的一些關(guān)鍵過渡是由突發(fā)性外部因素引發(fā)的快速變化。但這項(xiàng)研究表明，其中一些主要的過渡是比較漸進(jìn)的，可能是由生物之間的生物相互作用所驅(qū)動(dòng)的。”他說(shuō)。
Sepkoski的工作之所以如此具有革命性，原因之一是他用數(shù)學(xué)方法解決了一個(gè)實(shí)際問題：化石記錄太大、太復(fù)雜，一個(gè)人僅靠觀察標(biāo)本就能分辨出生命的潛在模式。他在1981年的研究導(dǎo)言中寫道：“當(dāng)對(duì)其組成部分進(jìn)行單獨(dú)或小群體的研究時(shí)，它們的形態(tài)、功能、相互作用和歷史的復(fù)雜性往往顯得不堪重負(fù)，幾乎是無(wú)限的。”
他認(rèn)為，將這些組件組織成系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)，提出了一個(gè)更完整的觀點(diǎn)。Sepkoski的模型將5億年的海洋生物分為三個(gè)偉大的王朝，每個(gè)王朝之間都有一次大規(guī)模的滅絕，為新的群體的繁榮和統(tǒng)治掃清了道路。在三葉蟲統(tǒng)治之后，被稱為腕足類的動(dòng)物和某些古老的珊瑚和氨蟲崛起。在二疊紀(jì)末期的大滅絕之后，它們又被蝸牛、蛤蜊、甲殼類、現(xiàn)代珊瑚和各種骨質(zhì)魚類所取代。
Kowalewski說(shuō)，Sepkoski的假說(shuō)從根本上改變了科學(xué)家對(duì)生命史的思考方式。它提供了一種有組織的方式來(lái)理解海洋生態(tài)系統(tǒng)的歷史--總體的故事情節(jié)和情節(jié)的轉(zhuǎn)折。但隨著我們對(duì)化石記錄的了解，Sepkoski也面臨著如何分析如此龐大而復(fù)雜的信息的困境，Kowalewski說(shuō)。
“現(xiàn)在記錄了數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的化石標(biāo)本，我們的大腦根本沒有可行的方法來(lái)處理如此龐大的古生物數(shù)據(jù)檔案，”他說(shuō)。“幸運(yùn)的是，分析方法不斷改進(jìn)，給我們提供了更好的方法來(lái)提取和檢查隱藏在這些極其復(fù)雜的數(shù)據(jù)里面的信息。”
Rojas通過使用數(shù)據(jù)建模的最新進(jìn)展來(lái)應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)。具體來(lái)說(shuō)，他對(duì)使用復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)工具來(lái)創(chuàng)建一個(gè)更好的化石記錄表示感興趣。與古生物學(xué)中的其他方法不同，復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)使用代表物理和抽象變量的節(jié)點(diǎn)的鏈接結(jié)構(gòu)來(lái)發(fā)現(xiàn)給定系統(tǒng)中的潛在模式。網(wǎng)絡(luò)方法可以應(yīng)用于社會(huì)現(xiàn)象--例如，顯示Facebook用戶與平臺(tái)上朋友的互動(dòng)模式--但它們也可以應(yīng)用于復(fù)雜的自然系統(tǒng)。和Sepkoski一樣，Rojas也是一位受過古典訓(xùn)練的古生物學(xué)家，他在尋找一種全新的視角來(lái)看待化石記錄。
“有許多進(jìn)程同時(shí)在多種規(guī)模上發(fā)生：在你的社區(qū)、你的國(guó)家和整個(gè)地球上。現(xiàn)在想象一下一天、一年或500年內(nèi)發(fā)生的過程。”他說(shuō)：“我們正在做的是試圖了解所有這些跨時(shí)間的事情。”
一個(gè)簡(jiǎn)單的網(wǎng)絡(luò)可能由一個(gè)單層組成--所有動(dòng)物生命的記錄和它們生活的地方。但Rojas和他的同事們的網(wǎng)絡(luò)將不同的時(shí)間間隔作為單獨(dú)的層，這是以前關(guān)于宏觀進(jìn)化的研究中所缺乏的特征。其結(jié)果是Rojas 所描述的一種新的、抽象的化石記錄，是對(duì)博物館收藏的標(biāo)本所代表的物理化石記錄的補(bǔ)充。
“這很重要，因?yàn)槲覀兲岢龅膯栴}，我們研究的過程，發(fā)生在不同的時(shí)間和空間尺度，” Rojas說(shuō)。“我們已經(jīng)退后了一些步驟，所以我們可以查看整個(gè)化石記錄。通過這樣做，我們可以探索各種問題。”
“我們的海洋生物交互式地圖顯示了較小的動(dòng)物群體及其在每個(gè)進(jìn)化動(dòng)物群中的相互作用，” Rojas說(shuō)。“在最基本的層面上，這張地圖顯示了具有特定動(dòng)物的海洋區(qū)域。我們研究的構(gòu)件是單個(gè)動(dòng)物本身。”
這個(gè)復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)顯示了Sepkoski的模型無(wú)法捕捉到的東西：海洋生物的逐漸過渡與中生代海洋革命相吻合，中生代海洋革命開始于大約1.5億年前。這一革命最早是在20世紀(jì)70年代被假設(shè)的，它是由骨魚、甲殼類和蝸牛等海洋捕食者的迅速增加引起的，自此以后，它們一直在海洋中占據(jù)主導(dǎo)地位。它們的增殖促使獵物變得更加靈活，隱藏在海底，或者通過加厚盔甲、發(fā)展棘刺或提高身體部位的再生能力來(lái)增強(qiáng)它們的防御能力。
Sepkoski知道中生代海洋革命，但他的模型受限于當(dāng)時(shí)的方法和數(shù)據(jù)，無(wú)法劃分出這一逐漸過渡前后的海洋生態(tài)系統(tǒng)。Rojas和他的同事們的研究表明，物理和生物過程在塑造最高層次的海洋生命方面都發(fā)揮了關(guān)鍵作用。
“我們正在將兩個(gè)假說(shuō)--中生代海洋革命和三大進(jìn)化動(dòng)物群整合成一個(gè)單一的故事，”Rojas說(shuō)。“該模型顯示的不是生命的三個(gè)階段，而是四個(gè)階段。”