海洋生物的进化军备赛：效果堪比大灭绝？ - 海洋生物进化

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1981年，一项开创性研究将海洋生物的历史划分为三个等级，每个时期都有特定的动物统治着海洋。

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新研究显示，海洋动物之间的进化“军备竞赛”对海洋生态系统的影响，堪比由全球灾难引发的大规模生物灭绝事件。

近日，瑞典Umeå大学和美国佛罗里达自然历史博物馆的科学家们利用古生物学数据库创建了一个多层计算机模型，用以研究海洋生物在过去5亿年间的历史。该研究与古生物学家J. John Sepkoski在1981年进行的一项开创性研究非常相似，但两者存在一点关键性的区别。

Sepkoski的研究表明，大约在4.9亿年前和2.5亿年前，整个海洋的生物多样性发生了突变，并且与两次大规模灭绝事件相对应。这些事件将海洋生物划分为他所谓的“三大进化动物群”，每一个都由一组独特的动物主导。然而，本次开发的新模型显示，还存在第四大进化动物群。

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2.5亿到6600万年前，肉食性海洋动物与其猎物之间的激烈生存竞争，使海洋多样性变成了如今这番模样。第三次大转变比前几次缓慢得多，而且其驱动因素是生物自身，并非外部过程。

“我们了解到的是，并非所有动物界的重大转变都与大规模灭绝事件有关。”论文第一作者、佛罗里达大学博士Alexis Rojas说。

很多科学家认为，火山活动、小行星撞击或气候变化等外部因素是驱动地球生物圈转变的主要因素。该研究的合著者Michal Kowalewski说：“化石记录告诉我们，生命史上的一些快速关键转变是由突发的外部因素引发的。但新研究表明，某些关键转变实际上发生得很缓慢，且很可能是由生物之间的相互作用所驱动。”

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海洋掠食者的出现对海洋生物的影响不亚于大规模物种灭绝。Sepkoski的模型将5亿年间的海洋生命划分为三个伟大的“王朝”，每个王朝都被一次大灭绝事件（为新物种的繁荣和统治扫清了道路）隔开。

三叶虫统治之后，被称为腕足动物的蛤蜊类动物以及某些古代珊瑚和菊石开始崭露头角。在灾难性的二叠纪末大灭绝（有时被称为“大灭绝”）之后，它们依次被蜗牛、蛤蜊、甲壳类动物、现代珊瑚和各种硬骨鱼类所取代。

Kowalewski说，Sepkoski的假说从根本上改变了科学家们对生命史的看法。但是，随着化石记录的增加，单纯的人类大脑已经无法对这些数据进行分析整理了。于是，Rojas利用最新的数据建模技术来应对这一挑战，并从中得到了一种新的抽象化石记录。这是对馆藏标本代表的物理化石记录的补充。“我们的海洋生物互动地图显示了更小的动物群体以及它们在每个进化动物群中的相互作用。”Rojas说。

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这个复杂的网络显示了Sepkoski无法捕捉的：海洋生物约于1.5亿年前的中生代时期开始逐渐转变，这一转变由海洋掠食者的迅速增加引起，如硬骨鱼、甲壳类动物和蜗牛。从那以后，它们一直在海洋中占主导地位。掠食者的增殖使猎物生物变得更加灵活，或隐藏在海底下，或通过增厚甲壳、发育脊椎骨等等来增强防御能力。

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编译：橘子 审稿：西莫 责编：陈之涵

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期刊来源：《生物学通讯》

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期刊编号：2399-3642

原文链接：

https://phys.org/news/2021-03-marine-predators-reshaped-ocean-life.html

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