研究揭示爬行动物时代的开始与二叠纪和三叠纪之间的气候变化有关
据cnBeta：CNET报道，一组哈佛大学的研究人员发现，爬行动物时代（Age of Reptiles，一个爬行动物物种快速进化的时间段），是由6000万年的气候变化和全球变暖推动的。哈佛大学有机和进化生物学系和比较动物学博物馆的研究人员于8月19日在《科学进展》杂志上发表了一项研究，揭示了爬行动物时代的开始与二叠纪和三叠纪之间一系列气候变化所刺激的全球温度上升有关。
哺乳动物的祖先Synapsids是二叠纪的主要陆地脊椎动物。此前，大多数古生物学家将三叠纪（2.52-2亿年前）爬行动物多样性的爆炸性增长归因于二叠纪（2.98-2.52亿年前）的大规模灭绝，这些灭绝消灭了许多竞争者synapsid物种，给予爬行动物所需的资源和栖息地，使它们成为陆地脊椎动物中的主导群体。
但是新研究对这一论断提出了挑战。“我们的结果显示，快速气候变化和全球变暖的时期与大多数爬行动物群体中异常高的解剖学变化率有关，因为它们适应了新的环境条件，”资深作者和哈佛大学教授Stephanie E. Pierce说。“这个过程早在二叠纪-三叠纪大灭绝之前就开始了，至少从2.7亿年前就开始了，这表明爬行动物身体计划的多样化并不像以前认为的那样是由二叠纪-三叠纪灭绝事件引发的，而实际上是在那之前几千万年就开始了。”
研究人员表示，他们可以利用这种地质学上的气候变化引起的大规模灭绝的发现来理解气候变化和全球变暖对生物体进化的现代影响。以前关于气候变化对物种的影响的研究大多集中在对海洋物种的影响上，由于缺乏数据而忽略了陆地脊椎动物。正在进行的研究可以帮助我们了解爬行动物进化的未来。
相关报道：气温飙升爬行动物“称霸”
据中国科学报：大约2.5亿年前，爬行动物数量和多样性激增的导火索，可能是此前数百万年开始的全球气温飙升，而不是人们之前认为的填补哺乳动物大规模灭绝留下的空白。这一研究结果近日发表于《科学进展》。
在大约2.5亿年前的二叠纪末期，两次大规模火山爆发导致全球气温上升约30℃。“火山向大气中释放了大量温室气体，导致了强烈的全球变暖效应。”美国哈佛大学的Tiago R. Simoes说，在热带地区，“海洋表面的温度基本上像浴缸中的热水一样高”。
这两次火山爆发可能不如被认为杀死恐龙的小行星撞击事件那样著名，但却是地球历史上最具破坏性的大规模灭绝事件之一。其中第二次更强大的火山爆发摧毁了86%的物种。
当时地球已经出现变暖的趋势，火山爆发又引发了大约2000万年的持续高温。当早期哺乳动物祖先开始集体死亡时，爬行动物似乎以惊人的速度进化，包括从陆地上的小型壁虎类动物到海中称霸的鱼龙。
Simoes和同事花了8年时间测量和比较了博物馆里灭绝的羊膜动物化石——哺乳动物、爬行动物和鸟类的四足祖先，它们生活在大灭绝事件之前7000万年和之后7000万年的时期。他收集了来自125个物种1000个化石标本的348个形态特征信息，如头骨尺寸和尾巴长度。然后，团队将这些信息与同期的全球温度进行了比较。
他们的统计分析显示，在大灭绝事件发生前的4000万年左右，爬行动物的数量和多样性都在增加，这表明爬行动物繁衍与气候变暖有关，而不是突然消失的与哺乳动物的竞争。
“当到达气候变化的顶峰时，爬行动物已经进化得相当快了。”Simoes说。
美国自然历史博物馆的Christopher J.Raxworth说，这些发现动摇了古生物学家对爬行动物进化的看法。“新的气候本身可能会刺激进化，最终产生非常多样的新形式。”他说。
Raxworth指出，与人类引起的气候变化的加快相比，这段时间的变暖相对缓慢。“在数百万年的时间里，我们不会真正看到当前气候变化对进化的影响，但其影响可能是巨大的。”
相关论文信息：http://doi.org/10.1126/sciadv.abq1898
相关报道：面对极端天气，动物应对策略各不相同
据中国科学报王方【字体：大中小】语音播报随着全球平均气温的上升，长期干旱和暴雨等极端天气变得越来越普遍，而且在未来几十年里可能会变得更糟。地球生态系统将如何应对？
“这是一个大问题，也是我们研究的背景。”英国牛津大学生物学家John Jackson说。他与挪威奥斯陆大学的Christie Le Coeur和丹麦南丹麦大学的Owen Jones合作，就此共同撰写了一项新研究。相关论文近日发表于eLife。
在这项研究中，作者分析了来自世界各地157种哺乳动物的种群波动数据，并将其与收集动物数据时的天气和气候数据进行了比较。每个物种都有10年或更长时间的数据。
研究人员的分析使其洞悉了动物物种是如何应对极端天气的：它们是变得越来越多还是越来越少？它们的后代是增多还是减少？
“我们可以看到一个清晰的模式。当极端天气来袭时，寿命长、后代少的动物比寿命短、后代多的动物更不容易受到伤害。例如非洲象、西伯利亚虎、美洲驼等受极端天气影响较小，加拿大旅鼠、鼩鼱、毛尾袋鼠等受极端天气影响较大。”Jones说。
大型、寿命长的动物能够更好地应对长期干旱等条件；它们生存、繁殖和养育后代的能力不像小型、寿命短的动物那样受到影响。例如，它们可以将精力投入到一个后代身上，或者只是在条件变得困难时等待更好的时机。
另一方面，小型啮齿动物在短期内有更为极端的种群变化。例如，在长期干旱的情况下，它们的大部分食物基础如昆虫、花朵、水果可能会更快消失，所以自身会因脂肪储备有限而挨饿。
不过，当环境改善时，这些小型哺乳动物的数量也会激增，因为与大型哺乳动物相比，它们可以繁殖很多后代。
Jackson表示，“这些小型哺乳动物对极端天气反应迅速，而且是双向的。因此，它们应对极端天气的脆弱性不应等同于灭绝的风险。”
他提醒，在评估一个物种面临灭绝的脆弱性时，其抵御气候变化的能力不是单一指标。“栖息地破坏、偷猎、污染和入侵物种是威胁许多动物物种的因素，在很多情况下甚至比气候变化更严重。”
这项研究不仅有助于人们深入了解特定的157种哺乳动物是如何应对当前的气候变化的，也有助于更好地了解地球上的动物将如何应对未来持续的气候变化。
“我们预计，未来气候变化会带来更多的极端天气，动物将一如既往地应对这种极端天气。因此，这项分析有助于根据不同动物的一般特征预测其对未来气候变化的反应，即使我们对它们的种群数据了解有限。”Jones说。
一个例子是稀有的澳大利亚有袋动物——毛尾袋鼠。生物学家对这个物种了解不多，但由于它和老鼠有着相似的生活方式——也就是说，体形小、寿命短、繁殖快，可以预测，它对极端天气的反应与老鼠类似。
研究人员预计不同动物物种适应气候变化的能力与其生活策略有关，这也可以帮助人们预测生态变化——由于气候变化导致栖息地适宜性的变化，物种可能被迫迁移到新的地区，因为原地区变得不再适宜。这些变化取决于物种的生活策略，并可能对生态系统的功能产生重大影响。
相关论文信息：https://doi.org/10.7554/eLife.74161
