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因为就在最近,新的一项关于大西洋化石与现存双壳类动物和腹足动物的大数据研究表明,懒惰有可能是个体、物种甚至许多物种组成的群落来繁衍壮大的一项策略。这项研究成果最近才刚刚由堪萨斯大学的一个研究小组发表在《英国皇家学会会刊-B》上。
为了这项成果,研究人员调查内容涵盖了包括从上新世中期到现在大约 500 万年的时间,他们在分析了 299 种物种的代谢率——即生物体日常生活所需的能量——之后,发现代谢率越高的物种灭绝的可能性就更大,而且这两者的相关性十分显著。
图 | Anadara aequalitas(图片来源:古代生活新近纪图册/堪萨斯大学)
“接着我们又提出了这样的假设,‘生物体能量吸收量的大小是否与该物种灭绝的可能性之间有什么联系?’”堪萨斯大学生物多样性研究所和自然历史博物馆的博士后研究员,也是这篇论文的第一作者 Luke Strotz 说道,“经过我们的调查我们发现,过去 500 万年已灭绝的软体动物种类和至今仍然存活于这个世界上的软体动物种类之间存在着巨大的差异。那些已经灭绝的软体动物的代谢率往往高于存活下来的那些动物的代谢率。也就是说,维持生命所需能量较低的那些生物似乎要比具有更高代谢率的生物更容易存活下来。”
这篇论文的作者除了 Strotz 之外还有三位共同作者,分别是堪萨斯大学的生物多样性研究所的收集经理 Julien Kimmig,堪萨斯大学生态学和进化生物学教授 Bruce Lieberman 以及来自牛津大学的 Erin Saupe。
Lieberman 说,“也许从长远角度来看,动物进化的最佳策略是宽松和缓慢的生活节奏 - 这样就使新陈代谢率更低,你所属的物种就更有可能存活下来;我们一直以来都说‘适者生存’,不过也许对于整个生命史,更好的总结应当是‘懒者生存’,或者至少是‘慢者生存’。”
研究人员表示,对于预测哪些物种在即将到来的全球气候变化中更有可能在短期内消失,他们的这项研究工作对其有重要意义。
“从某种意义上说,我们正在研究的是某个物种灭绝概率的潜在影响因素,”Stroltz 说。“从整个物种水平来看,单单代谢率并不是最重要的,最终导致灭绝的因素是有很多因素共同起作用的。但这些研究结果可以说明,生物体的代谢率是与灭绝概率相关的因素之一。一个物种的代谢率越高,该物种就更有可能灭绝。如同在工具箱的众多工具中我们发现了一个新工具一样,这项研究将加深我们对于物种灭绝的机制的理解,并帮助我们更好地预测某一物种灭绝的可能性。”
Arcinella cornuta(上图中的生物)是文中所说那项新的有关大西洋化石和现存双壳类动物和腹足动物的大数据研究中所研究的一个物种。这项研究表明,懒惰可能是个体,物种甚至众多物种组成的群落生存繁衍壮大的一项策略。
图 | Arcinella cornuta(图片来源:古代生活新近纪图册/堪萨斯大学)
研究小组还发现,较高的代谢率是判断灭绝概率的一个较准确的指标,特别是当被判断的物种的生活范围被限制在某一较小的栖息地上,这两者之间的关联性更强;而当某一物种分布在较为广阔的海洋地理区域时,关联性则更少。
“我们发现,分布范围较为广阔的物种在灭绝和代谢率之间的相关性方面,与那些分布范围较小的物种表现的并不一样,”Strotz 说,“所以,该物种的分布范围大小也是其灭绝概率的影响因素之一,分布范围更狭小的物种似乎灭绝的可能性更大一些。而如果当某一生物分布范围狭窄且代谢率很高,那该物种灭绝的可能性将会是非常高的。”
该团队还发现,一个由不同个体或物种组成的群落的总累积代谢率总是会保持在稳定的范围内,即使该群落内总是有不同的个体或物种在群落内出现或者消亡。
“如果你去分析整个群落以及构成这些群落里的所有物种,你会发现这个群落整体的平均代谢率往往会保持不变,”Strotz 说,“整个群落的总体能量水平看上起似乎保持静态。新物种的发展,或者某个已有物种的数目的壮大所带来的增加的能量消耗的增长,似乎刚好抵掉了那些其他物种的灭绝而带来的能量消耗的减少。对于研究人员来说,这是一个惊喜的发现,因为通常人们会猜测,随着时间的推移一个群落的新陈代谢率肯定会随着时间的推移而变化。但事实恰恰相反,尽管有很多物种灭绝了,但这些双壳类和腹足类动物整个群落的的平均能量吸收仍然保持数百万年不变。
Strotz 还说,他之所以使用软体动物来研究新陈代谢与灭绝概率的相关性的研究,是因为这一群落有着更充足的有关生物和灭绝物种的数据。
“我们需要非常大的数据库,里面要包含有大量的物种和事件,”他说。“这些双壳类和腹足动物中的许多物种至今仍然存活,所以我们可以从我们现在对生活双壳类和腹足生理学的了解来得到我们所需要的数据。我们选择西大西洋作为被研究的地区是因为这个地区拥有更好的大型数据集,里面记录了该地区更多的化石和生活软体动物的分布。而且我还使用了许多来自美国各地的化石材料来研究。”
研究小组表示,这一调查之后的下一步,将是确定对于其他物种,代谢率与灭绝概率之间的相关性。
“我们认为我们这次的研究结果推广到其他群落也将同样适用,或者至少在海洋领域的其他群落中适用,”Strotz 说,“之后的下一步,将是验证是否可以将这一研究的结论扩展到与现在研究的群落有着同一祖先的其他分支群落,看看对于这些群落我们的研究结论是否适用。目前我们还在研究的问题是,这一结论是否只对软体动物适用?我们选择软体动物是有一些理由的,比如这些生物的数据集的大小,以及他们在历史上所涵盖的时间更长,而且他们至今仍然存活在世界上。但我们还像研究其他生物,来看看这一结论能适用于脊椎动物吗?或者甚至是它能适用于陆地吗?”