泥盆纪大灭绝缩小了动物体型

2019-12-04 - 泥盆纪

在残酷的生存环境中,动物体型小具有优势。 (南方周末资料图/图)

一项新研究表明,在大约3.59亿年前发生了大灭绝之后,生态系统中剩下的动物包括鱼类和其他脊椎动物,但它们的体型比大灭绝之前的相应物种要小得多。

泥盆纪大灭绝缩小了动物体型
泥盆纪大灭绝缩小了动物体型

大约3.6亿年前,地球的海洋里生活着大量的鱼类,其中包括校车大小的动物。然后,鱼类时代遭遇了大灭绝。一项新研究表明,此次大灭绝消灭了绝大多数大型动物,而且将绝大多数脊椎动物的体型明显缩小,缩至像人的前臂那么大。这些发现意味着,地球的下一次大灭绝可能会同样将现有的物种体型缩小。然而,有些科学家认为目前大灭绝已经正在进行之中。

泥盆纪大灭绝缩小了动物体型
泥盆纪大灭绝缩小了动物体型

宾夕法尼亚大学古生物学家劳伦·萨伦(Lauren Sallan)称:那次古代的大灭绝发生于大约3.59亿年前的泥盆纪末期,当时长达10万年的寒冷时期引发了冰川数量的增加,冰川几乎延伸到热带地区。海平面大幅下降,消灭了主要大陆周围在浅水区栖息的大多数生物。由于还没有什么动物迁移到陆地上,许多生态系统被摧毁,世界上大约96%的脊椎动物消失了,造成了地球史上五次大灭绝中的一次。

泥盆纪大灭绝缩小了动物体型
泥盆纪大灭绝缩小了动物体型

密歇根州卡拉马祖学院的安德鲁·加林贝蒂(Andrew Galimberti)是跟萨伦共同研究该项目的科学家,目前供职于密歇根州立大学的凯洛格生物学实验站。当两位科学家的研究转向化石资料时,他们发现这个时期动物体型的大小有着一种令人感兴趣的趋势。

研究小组收集了一系列脊椎动物的化石,涉及跨越那个大灭绝时期9,600万年期间生存的一千多个物种。在大灭绝之前的6,000万年期间,各种各样的鱼类和鲨鱼在体型上不断增大,有些鱼类竟然达到了校车的长度。

然而,在泥盆纪末期大灭绝之后的3,600万年中,那些幸存下来的脊椎动物物种,或者说在那之后进化出来的物种,一般说来比起之前的物种都要小得多。研究小组发现:在大灭绝之后不久,绝大多数幸存的物种在长度上不到40厘米。随着时间的推移,生态系统中的物种在体型上的平均大小进一步变小。不久前,研究人员在《科学》杂志在线版上报道说:无论是气候还是氧气水平,在总体收缩中都没有起到什么作用。

然而,研究人员指出:动物体型小具有优势——在当今的动物中,小型动物往往生长和繁殖得较快,这样它们可以在被食肉动物猎杀之前就繁殖出下一代。此外,动物在繁殖较快的情况下,它们的种群可以在较短的时间内适应不断变化的环境。

萨伦说:各种动物为了尽快适应不断变化的环境,可能会遭受一个动荡不安的世界所带来的压力,这样随着时间的推移它们的体型就变得更小了。她指出:尽管有些物种在大灭绝之后体型增大了,但是那些通常都是灭绝较晚的动物。

“小型化效应(Lilliput effect)”中的英文单词“Lilliput”来源于小说《格列佛游记》,是其中小人国的名字。华盛顿哥伦比亚特区史密森国家自然历史博物馆的古生物学家彼得·瓦格纳(Peter Wagner)称:许多以前的研究没有注意到这种效应,可能是因为他们只观察了为数不多的物种,而且观察的时间跨度较短。

他指出:相对而言,萨伦和加林贝蒂通过分析,在较长的时间范围内和较为广泛的物种间对动物体型的变化趋势进行了评估。

这个研究小组的发现可能会对当今世界有着一定的意义,因为一些科学家提出当今世界正在经历第六次大灭绝,特别是饱受过度捕捞折磨的海洋生态系统,情况尤其危急。澳大利亚阿德莱德市弗林德斯大学古生物学家约翰·朗(John Long)表示:“这项新研究表明,从长期来看,未来任何大规模鱼类灭绝都可能会导致幸存物种体型的缩小。”一些科学家提出:小型化效应也可能会涉及其他主要的动物群体,如哺乳动物。

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