الگوهای انقراض و پیدایش پس از انقراض دسته جمعی تغییر می کند

الگوهای انقراض و پیدایش پس از انقراض دسته جمعی تغییر می کند
الگوهای انقراض و پیدایش پس از انقراض دسته جمعی تغییر می کند
Anonim

دانشمندان دانشگاه استنفورد الگویی شگفت انگیز در چگونگی ظهور دوباره زندگی از فاجعه کشف کرده اند. تحقیقات منتشر شده در 6 اکتبر در Proceedings of the Royal Society B قوانین معمول تغییر تکامل اندازه بدن را نه تنها در طول انقراض دسته جمعی، بلکه در طی بهبودی بعدی نشان می دهد.

از دهه 1980، زیست شناسان تکاملی بحث کرده اند که آیا انقراض های دسته جمعی و بازیابی هایی که به دنبال آنها انجام می شود معیارهای انتخاب زمان های عادی را تشدید می کند - یا اساساً مجموعه ای از صفات را تغییر می دهد که گروه هایی از گونه ها را برای نابودی مشخص می کند.مطالعه جدید شواهدی را در مورد دومی در تجزیه و تحلیل گسترده فسیل های دریایی در بیشتر نیم میلیارد سال گذشته پیدا می کند.

نویسندگان می نویسند که آیا و چگونه دینامیک تکاملی در پی نابودی جهانی تغییر می کند "پیامدهای عمیقی نه تنها برای درک منشاء زیست کره مدرن بلکه برای پیش بینی پیامدهای بحران فعلی تنوع زیستی" دارد..

پدرو مونارز، نویسنده اصلی، محقق فوق دکترا در دانشکده استنفورد، گفت: «در نهایت، ما می‌خواهیم بتوانیم به سوابق فسیلی نگاه کنیم و از آن برای پیش‌بینی اینکه چه چیزی منقرض می‌شود، و مهمتر از آن، چه چیزی بازمی‌گردد، استفاده کنیم. علوم زمین، انرژی و محیط زیست (Stanford Earth). "وقتی به 485 میلیون سال انقراض و بازیابی در اقیانوس‌های جهان از نزدیک نگاه می‌کنیم، به نظر می‌رسد الگویی در آنچه بر اساس اندازه بدن در برخی گروه‌ها بازمی‌گردد وجود دارد."

کوچکتر بسازید؟

این مطالعه مبتنی بر تحقیقات اخیر استنفورد است که به بررسی اندازه بدن و خطر انقراض در میان حیوانات دریایی در گروه‌هایی معروف به جنس، یک سطح طبقه‌بندی بالاتر از گونه‌ها، پرداخته است.این مطالعه نشان داد که جنس‌های کوچک‌تر به‌طور متوسط نسبت به خویشاوندان بزرگ‌ترشان احتمال انقراض دارند.

مطالعه جدید نشان داد که این الگو در 10 کلاس از حیوانات دریایی برای بازه های زمانی طولانی بین انقراض های دسته جمعی صادق است. اما انقراض های دسته جمعی قوانین را به روش های غیرقابل پیش بینی متزلزل می کند، به طوری که خطر انقراض برای جنس های کوچکتر در برخی کلاس ها بیشتر می شود و جنس های بزرگتر در برخی دیگر از بین می روند.

نتایج نشان می‌دهد که جنس‌های کوچک‌تر در طبقه‌ای به نام کرینوئیدها - که گاهی نیلوفرهای دریایی یا پول پری نیز نامیده می‌شوند - به طور قابل‌توجهی در طول رویدادهای انقراض دسته جمعی از بین می‌روند. در مقابل، هیچ تفاوت اندازه قابل تشخیص بین قربانیان و بازماندگان در فواصل "پس زمینه" مشاهده نشد. در میان تریلوبیت‌ها، گروه متنوعی که از فاصله دور با خرچنگ‌های نعل اسبی مدرن مرتبط بودند، شانس انقراض با اندازه بدن در فواصل پس‌زمینه بسیار اندکی کاهش می‌یابد - اما با هر دو برابر شدن طول بدن در طول انقراض دسته جمعی، حدود هشت برابر افزایش می‌یابد.

وقتی نویسندگان به فراتر از جنس‌های دریایی که از بین رفته‌اند نگاه کردند و آن‌هایی را که اولین در نوع خود بودند در نظر گرفتند، تغییر چشمگیرتری در الگوهای اندازه بدن قبل و بعد از انقراض پیدا کردند. در زمان‌های پس‌زمینه، جنس‌های تازه تکامل‌یافته تمایل دارند کمی بزرگ‌تر از آن‌هایی باشند که قبلاً آمده‌اند. در طول بهبودی پس از انقراض دسته جمعی، الگو تغییر می کند، و در بیشتر طبقات، در مقایسه با گونه های نگهدارنده ای که از این فاجعه جان سالم به در برده اند، کوچکتر بودن پدید آورندگان آن رایج تر می شود.

جنس‌های گاستروپود از جمله حلزون‌های دریایی از جمله استثناهای معدود در الگوی ساختن-کوچک‌تر هستند. جنس‌های گاستروپود که در دوره‌های بهبودی به وجود آمدند، بزرگ‌تر از بازماندگان فاجعه قبلی بودند. نویسندگان می نویسند تقریباً در کل، "انتخاب بر روی اندازه بدن، صرف نظر از جهت، در طول رویدادهای انقراض دسته جمعی و فواصل بازیابی آنها بیشتر از زمان های پس زمینه است."

به این فکر کنید که نسخه زیست کره برای انتخاب استارترها و بنچوارمرها بر اساس قد و وزن بیشتر از مهارت پس از از دست دادن یک مسابقه بزرگ.شاید منطقی در این طرح بازی در قوس تکامل وجود داشته باشد. جاناتان پین، نویسنده ارشد، پروفسور دورل ویلیام کربی در استنفورد ارث، می‌گوید: «چالش بعدی ما شناسایی دلایل کوچک بودن بسیاری از مبتکران پس از انقراض جمعی است.»

دانشمندان هنوز نمی دانند که آیا این دلایل ممکن است به شرایط محیطی جهانی، مانند سطوح پایین اکسیژن یا افزایش دما، یا به عوامل مرتبط با فعل و انفعالات بین موجودات و محیط های محلی آنها، مانند کمبود غذا یا کمبود مواد غذایی مرتبط باشد. شکارچیان به گفته پین، «شناسایی علل این الگوها ممکن است به ما کمک کند نه تنها بفهمیم جهان کنونی چگونه به وجود آمده است، بلکه به ما کمک کند تا پاسخ تکاملی بلندمدت به بحران انقراض کنونی را نیز پیش بینی کنیم.»

داده های فسیلی

این جدیدترین مقاله از سری مقالات گروه تحقیقاتی پین است که از تحلیل‌های آماری و شبیه‌سازی‌های کامپیوتری برای کشف دینامیک تکاملی در داده‌های اندازه بدن از سوابق فسیلی دریایی استفاده می‌کند.در سال 2015، این تیم کارآموزان دبیرستانی و فارغ التحصیلان را برای کمک به محاسبه اندازه و حجم بدن هزاران جنس دریایی از روی عکس ها و تصاویر استخدام کرد. مجموعه داده به دست آمده شامل اکثر جنس های جانوران بی مهرگان فسیلی شناخته شده برای علم بود و حداقل 10 برابر بزرگتر از هر مجموعه قبلی از اندازه بدن حیوانات فسیلی بود.

گروه از آن زمان مجموعه داده را گسترش داده و آن را برای الگوها بررسی کرده است. در میان نتایج دیگر، آنها دریافتند که اندازه بدن بزرگتر برای اولین بار در تاریخ حیات روی زمین به یکی از بزرگترین عوامل تعیین کننده خطر انقراض حیوانات اقیانوس تبدیل شده است.

برای مطالعه جدید، مونارز، پین و نویسنده همکار نوئل هیم از دانشگاه تافتس از داده‌های اندازه بدن از سوابق فسیلی دریایی برای تخمین احتمال انقراض و منشأ به عنوان تابعی از اندازه بدن در بیشتر 485 سال گذشته استفاده کردند. میلیون سال با جفت کردن داده‌های اندازه بدن خود با سوابق وقوع از پایگاه داده عمومی Paleobiology، آنها توانستند 284، 308 رخداد فسیلی را برای حیوانات اقیانوسی متعلق به 10،203 جنس تجزیه و تحلیل کنند.پین می‌گوید: «این مجموعه داده به ما امکان می‌دهد در گروه‌های مختلف حیوانات، نحوه تغییر الگوهای تکاملی هنگام وقوع یک انقراض جمعی را مستند کنیم.»

بازیابی آینده

دیرینه‌شناسان دیگر مشاهده کرده‌اند که حیوانات با جثه کوچک‌تر در آثار فسیلی پس از انقراض‌های دسته‌جمعی رایج‌تر شده‌اند - که اغلب آن را «اثر لیلیپوت» می‌نامند، پس از پادشاهی انسان‌های کوچک در رمان قرن هجدهم «سفرهای گالیور» جاناتان سویفت.

یافته های مطالعه جدید نشان می دهد که فیزیولوژی حیوانی توضیح قابل قبولی برای این الگو ارائه می دهد. نویسندگان الگوی کوچک شدن کلاسیک را در اکثر دسته‌های جانوران دریایی با سطح فعالیت کم و متابولیسم کندتر یافتند. گونه‌هایی در این گروه‌ها که برای اولین بار درست پس از یک انقراض دسته جمعی تکامل یافته‌اند، نسبت به آنهایی که در فواصل پس‌زمینه به وجود آمده‌اند، بدن‌های کوچک‌تری دارند. در مقابل، زمانی که گونه‌های جدید در گروه‌هایی از حیوانات دریایی فعال‌تر با متابولیسم سریع‌تر تکامل یافتند، در پی انقراض بدن‌های بزرگ‌تر و در زمان‌های عادی بدن‌های کوچک‌تری داشتند.

نتایج انقراض دسته جمعی را به عنوان یک درام در دو پرده برجسته می کند. "بخش انقراض نه تنها با حذف بسیاری از ارگانیسم ها یا بسیاری از گونه ها، بلکه با حذف آنها در الگوهای انتخابی مختلف، جهان را تغییر می دهد. سپس، بهبودی فقط برای همه کسانی که زنده می مانند یکسان نیست. مجموعه جدیدی از سوگیری ها وارد می شود. الگوی بازیابی، "پین گفت. "تنها با ترکیب این دو است که می توانید واقعاً جهان را درک کنید که پنج یا 10 میلیون سال پس از یک رویداد انقراض به دست می آوریم."

Payne همچنین استاد علوم زمین شناسی و با حسن نیت، زیست شناسی است.

پشتیبانی برای این تحقیق توسط بنیاد ملی علوم ایالات متحده و دانشکده علوم زمین، انرژی و محیط زیست استنفورد ارائه شده است.

موضوع محبوب