6000万年的气候变化推动了爬行动物的进化和多样性

发表于 2年以前 | 总阅读数：645 次

由哈佛大学领导的一项新的研究改写了这一解释，该研究重建了古代爬行动物的身体如何变化，并将其与数百万年的气候变化的影响相比较。

哈佛大学古生物学家Stephanie Pierce实验室的研究显示，在早期爬行动物中看到的形态进化和多样化在这些大规模灭绝事件之前的几年就开始了。此外，它们是由首先导致大规模灭绝事件的原因直接驱动的--气候变化导致的全球温度上升。

“我们建议我们有两个主要因素在起作用--不仅仅是一些科学家一直认为的这种开放的生态机会--而且还有一些以前没有人想到的东西，那就是气候变化实际上直接触发了爬行动物的适应性反应，以帮助建立这种大量的新身体计划和我们在三叠纪看到的群体的爆发，”该研究的主要作者、Stephanie Pierce实验室的博士后Tiago R. Simões说。

“基本上，（全球气温上升）引发了所有这些不同的形态学实验--有些实验效果相当好，并存活了数百万年直到今天，而其他一些实验基本上在几百万年后就消失了，”Simões补充说。

在最近发表在《科学进展》杂志上的这篇论文中，研究人员阐述了在许多爬行动物群体中发生的巨大的解剖学变化，包括鳄鱼和恐龙的前身，对集中在2.6至2.3亿年前的重大气候变化做出了直接反应。

这项研究提供了一个近距离观察一大群生物如何因气候变化而进化的机会，这在全球气温持续上升的今天尤其具有现实意义。事实上，今天释放到大气中的二氧化碳的速度大约是2.52亿年前最大的气候变化导致的大规模灭绝的时间范围内的9倍：二叠纪-三叠纪大规模灭绝。

Stephanie E. Pierce说：“全球温度的重大变化会对生物多样性产生巨大的、不同的影响。”她是托马斯-D-卡伯特有机体和进化生物学副教授，以及比较动物学博物馆脊椎动物古生物学馆长。“在这里我们表明，二叠纪-三叠纪期间的温度上升导致了许多动物的灭绝，包括许多哺乳动物的祖先，但也引发了其他动物的爆炸性进化，特别是后来主导三叠纪的爬行动物。”

这项研究涉及近8年的数据收集，并需要大量的摄影工作、CT扫描和大量的护照印章，因为Simões前往20多个国家和50多个不同的博物馆，对1000多件爬行动物化石进行扫描和快照。

有了所有的信息，科学家们创建了一个庞大的数据集，用最先进的统计方法进行分析，构建了一个被称为进化时间树的图表。时间树揭示了早期爬行动物之间的关系，它们的品系何时首次起源，以及它们进化的速度。然后他们将其与数百万年前的全球温度数据相结合。

爬行动物身体计划的多样化在二叠纪-三叠纪大灭绝之前大约3000万年就开始了，这使得这些变化显然不像以前认为的那样是由该事件引发的。尽管灭绝事件确实有助于使它们进入高速发展期。

数据集还显示，全球气温的上升，从大约2.7亿年前开始，至少持续到2.4亿年前，大多数爬行动物品系的身体都发生了快速变化。例如，一些较大的冷血动物进化得更小，以便它们可以更容易地降温；另一些则为了同样的效果而进化到生活在水中。后一组包括一些后来灭绝的最奇异形式的爬行动物，包括一种类似变色龙的小动物，有鸟一样的头骨和喙；一种巨大的长颈海洋爬行动物，曾被认为是尼斯湖水怪；以及一种类似壁虎的带翅膀的滑行爬行动物。它还包括今天仍然存在的爬行动物的祖先，如乌龟和鳄鱼。

产生了第一批蜥蜴的小型爬行动物与它们的大型爬行动物同类相比走上了不同的道路。它们的进化速度放缓，并在温度上升的情况下趋于稳定。调查人员认为，这是因为小体型的爬行动物已经更好地适应了不断上升的热量，因为当地球各地的温度很快变热时，它们比大型爬行动物更容易从体内释放热量。

科学家们说，他们正计划扩大这项工作，调查环境灾难对具有丰富现代多样性的生物的进化的影响，如蜥蜴和蛇的主要群体。