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大滅絕之前 他們聚集在不同的地方…

以下文章來自鄧恩艾倫的原理。

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撰文 | Emma Dunne Bethany Allen

編譯 | 毛尖尖

地球上的生態(tài)系統(tǒng)有很多種，生命的分布也不均勻。最多樣化的地方在赤道附近。

當(dāng)我們穿越熱帶地區(qū)到達(dá)赤道時(shí)，物種多樣性會(huì)增加。這種模式在陸地和海洋中都存在，從哺乳動(dòng)物和鳥類到螞蟻甚至樹木，各種動(dòng)植物中都有記錄。

生物多樣性緯度梯度的一個(gè)典型例子：陸生脊椎動(dòng)物物種多樣性的變化。紅色代表最高，藍(lán)色代表最低|來源：曼尼恩，P.D .烏普丘奇，p .本森，R.B.J .戈斯瓦米，a .根據(jù)柯林頓詹金斯通過cc下的維基共享空間所做的工作

雖然這種模式在今天如此明顯，但生物多樣性在不同緯度的分布，即生物多樣性的緯度梯度，并不總是如此。相關(guān)研究表明，在地球歷史的某些時(shí)期，物種多樣性可能在遠(yuǎn)離赤道的緯度最高。

已經(jīng)提出了幾個(gè)假設(shè)來解釋為什么高生物多樣性聚集發(fā)生在某些緯度。然而，無論是在今天還是在地質(zhì)記錄顯示的地球歷史上，氣候通常都被認(rèn)為是一個(gè)關(guān)鍵的驅(qū)動(dòng)因素。氣候以多種方式影響生物，包括它們的棲息地、繁殖時(shí)間，甚至它們?nèi)绾慰刂苾?nèi)部過程，如溫度調(diào)節(jié)。

現(xiàn)代生物多樣性在低緯度赤道地區(qū)達(dá)到頂峰，如亞馬遜河和中部非洲的熱帶雨林。這種模式更有可能出現(xiàn)在“冰室”時(shí)期的歷史記錄中，當(dāng)時(shí)冰原同時(shí)出現(xiàn)在兩極，就像今天一樣。

然而，在被稱為“溫室”的地球狀態(tài)的溫暖時(shí)期，雙峰分布的模式可能會(huì)出現(xiàn)在記錄中。也就是說，生物多樣性最高的是出現(xiàn)在地球中緯度地區(qū)的兩條帶狀區(qū)域，即赤道以北25到65之間的區(qū)域。

生物多樣性隨緯度的變化往往與大滅絕事件密切相關(guān)。如今，地球正面臨著氣候變化、棲息地喪失和全球生物多樣性減少的問題。理解億萬年來生物多樣性緯度變化的原因?qū)ξ覀儊碚f非常重要。

回顧地質(zhì)年代，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)一幅觸目驚心的畫面，它讓我們意識(shí)到，如果不能解決全球氣溫上升的問題，我們將會(huì)失去什么。

化石記錄為我們提供了了解地球古代生物多樣性的最佳窗口。然而，從化石記錄中估計(jì)生物多樣性的模式并不容易，因?yàn)樗錆M了缺失和不完整的信息，這限制了我們的理解。

但是在過去的二十年里，新的分析技術(shù)使古生物學(xué)家能夠從零星的數(shù)據(jù)中估計(jì)史前生物多樣性的模式。近年來，這些先進(jìn)技術(shù)揭示了2億年前記錄的最具破壞性的大規(guī)模滅絕事件之后的多樣性緯度。

二疊紀(jì)末的大滅絕事件發(fā)生在約2.51億年前，導(dǎo)致地球上80%以上的物種滅絕。滅絕是由大規(guī)模火山爆發(fā)后不穩(wěn)定的氣候造成的。當(dāng)時(shí)以及之后的5000萬年三疊紀(jì)，全球大陸被“拼”成了一個(gè)單一的大陸，即泛大陸。

這個(gè)時(shí)期的氣候比現(xiàn)在更熱更干燥，赤道周圍有一片廣闊的沙漠。極地地區(qū)沒有冰蓋，但呈現(xiàn)溫帶氣候，就像我們今天的中緯度地區(qū)一樣。同時(shí)，海洋生物不僅要承受赤道附近高達(dá)40攝氏度的海表溫度，還面臨著氧氣水平下降和海洋酸化的影響。

二疊紀(jì)末大滅絕后，有一個(gè)恢復(fù)期。最近的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，在三疊紀(jì)的大部分時(shí)間里(2.01-2.51億年前)，海洋多樣性的緯度梯度與今天相似。

海洋生物多樣性|來源：通過維基共享創(chuàng)建

然而，在大滅絕事件之后不久，一種平緩的生物多樣性梯度模式出現(xiàn)了。在任何緯度上，物種多樣性都沒有出現(xiàn)峰值，這是由于極端變暖和海洋缺氧（海水中氧氣耗盡），赤道附近的物種滅絕率很高。

在陸地上，在大滅絕中幸存下來的脊椎動(dòng)物很快形成了雙峰模式，最高峰出現(xiàn)在北半球的低緯度地區(qū)，而次高峰出現(xiàn)在南半球的中緯度地區(qū)。這種模式的形成很可能由泛大陸的極端氣候條件驅(qū)動(dòng)，包括高溫和季節(jié)性強(qiáng)降雨，與 “巨型季風(fēng)” 的形成有關(guān)。

在三疊紀(jì)后期，隨著另一次大滅絕事件的臨近，大多數(shù)陸地脊椎動(dòng)物，包括早期哺乳動(dòng)物和早期恐龍，在赤道以北和以南的中緯度地區(qū)表現(xiàn)出了高度的多樣性。這種模式類似于大滅絕之前的二疊紀(jì)時(shí)期陸地脊椎動(dòng)物的記錄。

偽鱷類 | 圖源：Dallas Krentzel via Flickr under CC BY

但其中一個(gè)例外是偽鱷類（pseudosuchian），也就是由鱷目動(dòng)物及其化石親緣物種組成的群體。有趣的是，盡管其他物種的生物多樣性的緯度性在隨后的2億年中發(fā)生了變化，到達(dá)了今天的赤道，但在偽鱷類的整個(gè)進(jìn)化史中，它們的生物多樣性一直在低緯度地區(qū)保持著最高水平。

這可能是由于它們的生理特征，特別是耐高溫的特點(diǎn)。爬行動(dòng)物是變溫動(dòng)物，也就是常說的 “冷血” 生物，它們依靠外界環(huán)境來調(diào)節(jié)體溫。如今，鱷和其他爬行動(dòng)物被限制在世界上溫度更高、更穩(wěn)定的地區(qū)，它們的化石近親可能同樣如此。

這些對(duì)過去大滅絕事件的洞察，對(duì)于理解地球上目前生物多樣性區(qū)域是如何變化的至關(guān)重要。隨著全球氣溫持續(xù)上升，一些研究預(yù)測(cè)物種將從赤道地區(qū)向兩極擴(kuò)散。然而，如果變化的速度過快，它們就有滅絕的風(fēng)險(xiǎn)。

其他一些人認(rèn)為，全球變暖也許會(huì)導(dǎo)致不同緯度的氣候變得更加相似，從而可能在中緯度地區(qū)創(chuàng)造出生物多樣性的峰值。已經(jīng)有證據(jù)表明，在過去的50年里，海洋生物多樣性的緯度性變得越來越趨近于雙峰模式。

科學(xué)家認(rèn)為，所謂的 “第六次大滅絕” 迫在眉睫，我們更加需要一種長(zhǎng)期的視角理解如何在未來維持地球的生物多樣性。

作者簡(jiǎn)介

Emma Dunne，伯明翰大學(xué)地理、地球和環(huán)境科學(xué)學(xué)院博士后研究員。

Bethany Allen，利茲大學(xué)地球與環(huán)境學(xué)院博士生。

參考資料

https://theconversation.com/prehistoric-creatures-flocked-to-different-latitudes-to-survive-climate-change-the-same-is-taking-place-today-163309