海洋捕食者的兴起在突然群众灭绝的规模上改变了海洋生活

时间：2022-06-17 15:25:05 来源：

一项新的研究表明，海洋动物之间的进化臂在海洋动物的大洋生态系统上的鳞片相似的鳞片相似的鳞片。

瑞典Umeå大学的科学家和佛罗里达自然历史博物馆使用古生物数据库，在过去5亿年内建立了一系列海洋生物历史的计算机模型。他们对化石记录的分析密切回应了由古生物学家J. John Sepkoski进行的一项精彩的1981年研究 - 具有一个关键差异。

Sepkoski的突破性统计工作表明，大约490和2.5亿年前的生物分析的突然变化，对应于两个大众灭绝事件。这些事件将海洋生物视为他所谓的“三大进化动物群”，每个人都被一组独特的动物为主。

但新模型揭示了第四个。

在掠夺性海洋动物和他们的猎物之间出现的生存剧烈斗争可能是一个同样强大的力量，将海洋普遍融入我们今天所看到的。这第三次大转型比其前辈更加渐进，并由生物体驱动，而不是外部过程。

一项精彩的1981年研究将海洋生物的历史组织成三个层次结构，在每次时期都有某些动物在海洋中统治。两个大规模灭绝清除了新群体蓬勃发展和占主导地位的方式。但新的研究提供了证据表明海洋捕食者的兴起是一个同样强大的过渡，导致海洋生物的第四个等级。

“我们学到的是，并非所有动物生活中的所有重大转变都与大规模灭绝事件有关，”学习领先作家Alexis Rojas赢得了他的博士学位。在佛罗里达大学。Rojas现在是综合科学实验室的博士后研究员，该研究员致力于Umeå大学跨学科研究。

许多科学家长期以来一直认为，火山活动，小行星的影响或气候变化的外部因素是地球生物圈的主要变化的主要驱动因素，该研究共同作者迈克尔Kowalewski，Rojas的博士顾问和佛罗里达博物馆汤普森脊椎门古生物学的椅子。

“化石记录告诉我们，生活史上的一些关键过渡是突然外部因素引发的快速变化。但本研究表明，其中一些主要过渡更加渐进，可能是有机体之间生物相互作用的推动，“他说。

大约1.5亿年前，海洋捕食者如鱼，蜗牛和甲壳类动物很快就会突出，占据大海。他们的猎物通过隐藏，越来越多，可以越来越多地打造他们的外部防御。这种现象，被称为中生海洋革命，产生了我们今天看到的海洋生活，并且可能像突然的大规模灭绝一样强大，以重新定义生活在哪里。

Sepkoski的工作是如此革命性的一个原因是他对实际问题进行了数学方法：对于一个人来说，化石记录太大而且是一种能够通过单独观察样品来辨别生活的潜在模式。

“当它的组件被旋转或小组进行检查时，他们的形式，功能，互动和历史的复杂性似乎似乎压倒了，而且几乎无限，”他在1981年的研究中写道。

他认为，将这些组件组织成一个系统的层次结构，呈现了更完整的视图。Sepkoski的型号建模为5亿多年海洋生物进入三个伟大的朝代，每个人都分开了大规模灭绝，清除了新群体蓬勃发展的方式。在Trilobites统治之后，克拉米奇的动物称为Brachiopods和某些古珊瑚和氨群体升级为突出。在灾难性的终身灭绝之后，有时被称为“伟大的垂死”，它们又被蜗牛，蛤蜊，甲壳类动物，现代珊瑚和各种骨鱼所取代。

现在已灭绝，称为Trilobites的早期节肢动物似乎至少在520万年前出现并存在近3亿年。他们在大规模灭绝期间消失，在大约2.5亿年前标志着二叠纪结束时，地球历史上最大的已知芯片。

Kowalewski说，Sepkoski的假设从根本上改变了科学家如何考虑生活历史。它提供了一种有组织的理解海洋生态系统的历史 - 总体故事情节和曲折。

kowalewski表示，随着我们对化石记录的了解增长，Sepkoski如何分析如此庞大和复杂的信息的困境。

“随着数百万化石标本记录，我们的大脑无法处理这种古生物数据的大规模档案，”他说。“幸运的是，分析方法继续提高，给我们更好的方法来提取和检查隐藏在这些巨大复杂的数据内的信息。”

Rojas通过使用数据建模中的最新进步来承担这一挑战。具体来说，他有兴趣使用复杂的网络工具来创建更好的化石记录表示。与古生物学中的其他方法不同，复杂网络使用表示物理和抽象变量的节点的链接结构，以发现给定系统中的底层模式。网络方法可以应用于社交现象 - 例如，显示Facebook用户与平台上朋友的交互模式 - 但它们也可以应用于复杂的自然系统。像Sepkoski一样，Rojas是一位经典训练的古生物学家，在化石记录上寻找新的透视。

这款Brachiopod的金线是一种蛤蜊动物，是硫铁矿沉积物。一旦普遍地说，Brachiopods仍包含自己独特的门，今天仍然存在。在软体动物上升到统治者之前，他们统治了海洋。

“在多个尺度同时发生许多进程：在您的邻居，您的国家和整个星球上。现在想象一天，一年或500年发生的过程。我们正在做的是在跨越时间来了解所有这些东西，“他说。

一个简单的网络可能包括一层 - 所有动物生命记录以及他们住的地方。但Rojas和他的同事网络融入了不同的时间间隔作为辛勤层，这是对宏观调查之前的研究缺乏的功能。结果是Rojas被描述为一个新的抽象的化石记录，这是由博物馆收藏品标本代表的物理化石记录的补充。

死后，氨气通常会因为壳体中的捕获气体而漂浮。由海洋电流收集，他们经常在群体中洗净和僵化，就像这个质量的deshayesites deshayesi。

“这很重要，因为我们要征求的问题，我们正在研究的流程发生在不同的时间和空间中，”Rojas说。“我们已经回来了一些步骤，所以我们可以看看整个化石记录。通过这样做，我们可以探索各种问题。“

想想它喜欢导航代表过去500万年海洋的谷歌地球。你什么时候去哪里？

“我们的海洋生命的互动地图显示了较小的动物群体及其在每个进化的动物区内的互动，”Rojas说。“在最基本的层面，这张地图显示了具有特定动物的海洋区域。我们研究的构建块是史的动物本身。“

这个复杂的网络展示了Sepkoski的模型无法捕获的模型：海洋生活中的逐步过渡与中生海洋革命一致，该革命开始于1.5亿年前开始。第一次假设在20世纪70年代，这场革命是由伯尼鱼，甲壳类动物和蜗牛等海洋捕食者的快速增长引起的，这是从那时起占据了海洋。他们的扩散驱动猎物变得更加移动，藏在海底下面，或通过加厚盔甲，开发刺或改善其再生身体部位的能力来增强防御。