我科研团队解码2.52亿年前海洋生物转换之谜 - 海底地质历史演化模型

转自：中国科技网

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科技日报记者 吴纯新 通讯员 王俊芳

9月11日，记者从中国地质大学（武汉）获悉，该校陈中强教授团队联合英国布里斯托大学迈克本顿教授团队，利用高性能计算机，通过古生物大数据，对腕足类与双壳类的统治角色转换问题进行详细的古生态模拟分析，结果表明两者在宏演化尺度上不存在竞争关系，2.52亿年前的大灭绝事件与环境因素才是导致这两类生物在海洋生物群落的统治地位上发生取代的根本原因。相关研究成果在《自然·通讯》上发表。

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在三叠纪以前的海洋里，腕足类动物一直在温暖的浅海中繁衍生息，比体型相似的双壳类繁盛。但在二叠纪—三叠纪之交（2.52亿年前）生物大灭绝后，双壳类迎头赶上并超越腕足动物，全面接管海洋生物群落，遍布全球海洋，此时腕足类却全面衰败，成为海洋边缘分子。什么原因导致两者统治地位的转换，学界持不同观点。

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陈中强介绍，二叠纪末期发生了地球生命最大的灭绝事件，大灭绝前后，又发生了地质历史中最为显著、规模最大且最快速的生物取代事件，即海洋中古生代类型的生物被现代型生物所取代。

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其中，海洋中两类贝壳动物腕足—双壳的取代（俗称BBS）关系是古生物学教科书上最为典型的生物取代案例之一。早在近两个世纪前，古生物学家就开始探讨导致本次生物取代的驱动力，并不断地修正BBS取代模式，但其驱动力一直悬而未决。

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为此，陈中强研究团队对五亿年来的近33万条关于腕足动物和双壳动物化石记录进行厘定和修正，用贝叶斯生态模拟的分析方法，计算出这两类生物长时间尺度的新生与灭绝速率。结果表明两者在侏罗纪之前具有彼此相似的多样性速率演化趋势，证明两者均受到主要环境事件的影响。

研究团队利用多变量生灭模型，模拟不同生物与非生物因素对两者多样性演化速率的影响，发现大灭绝后整个海洋生物多样性的锐减促进了两者新生率上升，而双壳类与腕足类并不存在显著竞争关系。

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值得注意的是，在转折关键时期，即大灭绝后，急剧升高的海水温度限制了腕足动物的生存与复苏，但双壳类没有受到影响。

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“这项研究强调了环境因素对生物宏演化历史的塑造作用，面对如今全球快速变化的气候环境，如何进行生物保护，避免腕足类悲剧的再度发生是迫切需要考虑的问题。”陈中强说。

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（受访单位供图）

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