大規(guī)模滅絕后，生命至少需要1000萬(wàn)年才能完全恢復(fù)，這是物種多樣性恢復(fù)的速度限制，這在科學(xué)家中是眾所周知的。對(duì)這一明顯規(guī)則的解釋通常會(huì)引發(fā)環(huán)境因素，但德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校領(lǐng)導(dǎo)的研究將滯后與不同的東西聯(lián)系起來(lái)：進(jìn)化。
在化石記錄中觀察到了恢復(fù)速度的限制，從2.5億年前消滅了幾乎所有海洋生物的“大瀕死”到殺死所有非鳥類恐龍的大規(guī)模小行星罷工。這項(xiàng)研究于4月8日發(fā)表在“自然生態(tài)與進(jìn)化”雜志上，主要關(guān)注后一個(gè)例子。它著眼于地球最近一次大規(guī)模滅絕后生命如何恢復(fù)，這種滅絕扼殺了6600萬(wàn)年前的大多數(shù)恐龍。引發(fā)滅絕的小行星撞擊是地球歷史上唯一一個(gè)導(dǎo)致全球變化比當(dāng)前氣候變化更快的事件，因此作者表示，這項(xiàng)研究可以為正在進(jìn)行的人類滅絕事件的恢復(fù)提供重要的見(jiàn)解。
進(jìn)化 - 特別是生存物種需要多長(zhǎng)時(shí)間才能進(jìn)化出能夠幫助它們填補(bǔ)開(kāi)放生態(tài)位或創(chuàng)造新物種的特征 - 可能是消亡恢復(fù)速度限制背后的理念，這是20年前提出的理論。研究人員說(shuō)，這項(xiàng)研究是第一個(gè)在化石記錄中找到證據(jù)的研究。
該團(tuán)隊(duì)利用一種叫做有孔蟲(foraminifera)或浮游物的浮游生物來(lái)追蹤一段時(shí)間內(nèi)的化石。研究人員將foram多樣性與其物理復(fù)雜性進(jìn)行了比較。他們發(fā)現(xiàn)在物種數(shù)量之前總的復(fù)雜性得到了恢復(fù) - 這一結(jié)果表明，在多樣化可以起飛之前需要一定程度的生態(tài)復(fù)雜性。
換句話說(shuō)，大規(guī)模物種滅絕消滅了過(guò)去時(shí)代的進(jìn)化創(chuàng)新庫(kù)。速度限制與建立新的特征庫(kù)存所需的時(shí)間相關(guān)，這些特征可以以與滅絕事件之前相當(dāng)?shù)乃俾十a(chǎn)生新物種。
第一作者，德克薩斯大學(xué)地球物理研究所(UTIG)的研究助理Christopher Lowery表示，foram復(fù)雜性與恢復(fù)速度限制的密切關(guān)聯(lián)指向了速度控制的演變。
“我們?cè)谘芯恐锌吹搅诉@一點(diǎn)，但其含義應(yīng)該是這些相同的過(guò)程將在所有其他物種滅絕中發(fā)揮作用，”Lowery說(shuō)。“我認(rèn)為這可能是解決一切恢復(fù)速度限制的原因。”
Lowery與布里斯托大學(xué)的研究助理Andrew Fraass共同撰寫了這篇論文，他在山姆休斯頓州立大學(xué)做研究。UTIG是UT杰克遜地球科學(xué)學(xué)院的研究單位。
研究人員受到啟發(fā)，研究恢復(fù)和進(jìn)化之間的聯(lián)系，因?yàn)樵缙诘难芯勘砻?，盡管在地球最近的大規(guī)模滅絕后很多地區(qū)很快就可以居住，但恢復(fù)需要數(shù)百萬(wàn)年。這表明除了環(huán)境之外的控制因素。
他們發(fā)現(xiàn)雖然小行星的整體多樣性被小行星摧毀，但幸存下來(lái)的物種很快就會(huì)反彈回來(lái)填補(bǔ)可利用的生態(tài)位。然而，在最初的恢復(fù)之后，物種多樣性的進(jìn)一步飆升必須等待新特征的進(jìn)化。正如速度限制預(yù)測(cè)的那樣，在滅絕1000萬(wàn)年之后，forams的總體多樣性幾乎回到了滅絕事件之前觀察到的水平。Foram化石在世界各地的海洋沉積物中是多產(chǎn)的，使研究人員能夠密切跟蹤物種多樣性，而不會(huì)出現(xiàn)任何大的時(shí)間間隔。
耶魯大學(xué)助理教授Pincelli Hull表示，該論文揭示了推動(dòng)復(fù)蘇的因素。
“在這項(xiàng)研究之前，人們可以告訴你有關(guān)多樣性和復(fù)雜性的基本模式，但他們無(wú)法回答它們?cè)跀?shù)量上如何相互關(guān)聯(lián)，”她說(shuō)。
作者說(shuō)，從過(guò)去的滅絕中恢復(fù)過(guò)來(lái)為現(xiàn)代持續(xù)滅絕后可能出現(xiàn)的情況提供了路線圖，這種滅絕是由氣候變化，棲息地喪失，入侵物種和其他因素驅(qū)動(dòng)的。