在人類出現之前,陸地動物多樣性在數百萬年內保持穩定

在人類出現之前,陸地動物多樣性在數百萬年內保持穩定 Mark Ryan / Mary Parrish / Jay Matternes / Smithsonian Institution

生活在陸地上的物種佔所有生物多樣性的85%至95% 今天在地球上。 當我們認為大陸僅覆蓋地球表面積的30%時,這尤其令人印象深刻。 大多數陸地物種都是少數幾個開拓性群體的後代,這些群體多年前侵入了400m。

然而,令人驚訝的是,科學家們強烈反對土地生物多樣性何時達到現代水平。 是我們今天看到的 典型 數百萬年的最後幾十年,甚至數百年? 或者多樣性呈指數級增長 更多 今天的物種比以往更活躍?

新文 在自然生態學和進化論中,我的合著者和我研究了生活在“當地”生態系統(也稱為“生態群落”)的陸地脊椎動物物種的多樣性在過去的375m年代是如何變化的。 我們分析了幾乎產生四足動物化石的30,000化石遺址,陸地脊椎動物,如哺乳動物,鳥類,爬行動物(包括恐龍)和兩棲動物。 計算個別化石遺址內的物種使我們能夠估計古代生態群落的多樣性。

我們的研究結果表明,今天全球各地的生物多樣性水平不是最近出現的現象。 自恐龍滅絕後不久,四足生態系統內的多樣性至少在過去的60m年間相似。 這表明生態系統內的生物多樣性或多或少地上升的突出概念 隨著時間的推移 是不正確的。 相反,物種相互作用的方式 - 例如,通過競爭空間和食物等資源 - 往往會限制可以裝入當地生態系統的物種數量。

這並不意味著四足動物的局部多樣性在過去的375m年中沒有增加。 我們的研究結果還表明,今天這種多樣性至少是300m年前的三倍,當時四足動物首次進化出陸上生命的關鍵創新(如 羊膜蛋,允許遠離水源的繁殖)。 然而,我們發現多樣性的增加是罕見的,並且在地質方面相對突然地發生。 當沒有增加時,它們通常也會持續數千萬年。

與直覺相反,地方多樣性的最大增幅發生在多年前消滅恐龍的大規模物種滅絕之後。 在這一事件的短短幾百萬年內,當地的多樣性比滅絕前的水平增加了兩到三倍,這主要得益於現代哺乳動物的巨大成功,這些現代哺乳動物的進化填補了恐龍留下的生態空間。 但在此大幅上升之後,當地的四足動物多樣性在接下來的66m年份並沒有增加。

不同的尺度

動物多樣化的競爭模型清楚地預測了地方尺度的多樣性如何隨著地質時間的變化而變化,無論是長期穩定還是持續增加。 通過證明持續數百萬年的當地多樣性存在局限性,我們的結果對顯示多樣化持續或多或少不受控制的模型提出了挑戰。 但是大陸或全球層面的多樣性可能遵循單獨的模式,因此我們的結果也不一定適用於這些尺度。


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例如,在大規模滅絕之後,大陸上的大多數物種都可能被消滅。 但是,相對較少數量的倖存物種可能會變得非常成功並廣泛傳播。 在這種情況下,整個大陸的多樣性將會崩潰,但當地的多樣性似乎沒有改變,因為到處都可以找到相同的一小部分物種。

實際上,似乎也有類似的過程 現在發生了 以應對人類造成的棲息地破壞。 入侵物種正在廣泛傳播,有時甚至在區域多樣性可能下降的同時推動當地多樣性。 但 之前的工作 我的研究小組關於中生代和早新生代的大陸尺度陸地脊椎動物多樣性(250m到47m年前)表明,在很長一段時間內,大陸內的物種數量顯示出與當地規模相似的模式。 這意味著今天土地上的壯觀多樣性 - 至少在脊椎動物中 - 可能不是最近的創新。談話

關於作者

Roger Close,ERC古生物學研究員, 伯明翰大學

本文重新發表 談話 根據知識共享許可。 閱讀 原創文章.

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