大规模灭绝后 进化对恢复施加了“速度限制”

大规模灭绝后，生命至少需要1000万年才能完全恢复，这是物种多样性恢复的速度限制，这在科学家中是众所周知的。对这一明显规则的解释通常会引发环境因素，但德克萨斯大学奥斯汀分校领导的研究将滞后与不同的东西联系起来：进化。

在化石记录中观察到了恢复速度的限制，从2.5亿年前消灭了几乎所有海洋生物的“大濒死”到杀死所有非鸟类恐龙的大规模小行星罢工。这项研究于4月8日发表在“自然生态与进化”杂志上，主要关注后一个例子。它着眼于地球最近一次大规模灭绝后生命如何恢复，这种灭绝扼杀了6600万年前的大多数恐龙。引发灭绝的小行星撞击是地球历史上唯一一个导致全球变化比当前气候变化更快的事件，因此作者表示，这项研究可以为正在进行的人类灭绝事件的恢复提供重要的见解。

进化 - 特别是生存物种需要多长时间才能进化出能够帮助它们填补开放生态位或创造新物种的特征 - 可能是消亡恢复速度限制背后的理念，这是20年前提出的理论。研究人员说，这项研究是第一个在化石记录中找到证据的研究。

该团队利用一种叫做有孔虫(foraminifera)或浮游物的浮游生物来追踪一段时间内的化石。研究人员将foram多样性与其物理复杂性进行了比较。他们发现在物种数量之前总的复杂性得到了恢复 - 这一结果表明，在多样化可以起飞之前需要一定程度的生态复杂性。

换句话说，大规模物种灭绝消灭了过去时代的进化创新库。速度限制与建立新的特征库存所需的时间相关，这些特征可以以与灭绝事件之前相当的速率产生新物种。

第一作者，德克萨斯大学地球物理研究所(UTIG)的研究助理Christopher Lowery表示，foram复杂性与恢复速度限制的密切关联指向了速度控制的演变。

“我们在研究中看到了这一点，但其含义应该是这些相同的过程将在所有其他物种灭绝中发挥作用，”Lowery说。“我认为这可能是解决一切恢复速度限制的原因。”

Lowery与布里斯托大学的研究助理Andrew Fraass共同撰写了这篇论文，他在山姆休斯顿州立大学做研究。UTIG是UT杰克逊地球科学学院的研究单位。

研究人员受到启发，研究恢复和进化之间的联系，因为早期的研究表明，尽管在地球最近的大规模灭绝后很多地区很快就可以居住，但恢复需要数百万年。这表明除了环境之外的控制因素。

他们发现虽然小行星的整体多样性被小行星摧毁，但幸存下来的物种很快就会反弹回来填补可利用的生态位。然而，在最初的恢复之后，物种多样性的进一步飙升必须等待新特征的进化。正如速度限制预测的那样，在灭绝1000万年之后，forams的总体多样性几乎回到了灭绝事件之前观察到的水平。Foram化石在世界各地的海洋沉积物中是多产的，使研究人员能够密切跟踪物种多样性，而不会出现任何大的时间间隔。

耶鲁大学助理教授Pincelli Hull表示，该论文揭示了推动复苏的因素。

“在这项研究之前，人们可以告诉你有关多样性和复杂性的基本模式，但他们无法回答它们在数量上如何相互关联，”她说。

作者说，从过去的灭绝中恢复过来为现代持续灭绝后可能出现的情况提供了路线图，这种灭绝是由气候变化，栖息地丧失，入侵物种和其他因素驱动的。

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