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珊瑚礁多樣性背后的秘密

文章作者:www.utbltn.icu發布時間:2019-10-18瀏覽次數:676

在印度尼西亞,巴布亞新幾內亞或菲律賓的珊瑚礁水晶般清澈的海水上潛水面具和腳踝,您將立即看到為什么來自世界各地的潛水員和浮潛者涌向該地區。該地區被稱為珊瑚三角區,以其無與倫比的珊瑚魚和其他海洋生物而聞名。各種形狀和顏色的魚進出珊瑚,五顏六色的海綿和其他造礁的生物所形成的縫隙。祝你好運,潛水員可能會看到在礁石上巡邏的鯊魚或穿過色彩景觀的烏龜。

雖然水下愛好者早已了解并珍惜中印度洋的生物多樣性,但科學家們已經奮斗了半個多世紀,以解釋是什么使該地區成為世界上第一個海洋生物多樣性和不同的熱點。世界各地的海洋區域。已經提出了幾個假設來解釋印度太平洋地區的非凡多樣性。一些研究人員認為,物種在世界其他地區看起來比海洋更快,而另一些研究人員將物種歸因于更廣泛的西太平洋中該地區豐富的海洋。中央位置。還有一些人指出該地區的滅絕率非常低。現在,由亞利桑那大學博士生伊麗莎白米勒領導的一項研究表明,印度洋 - 太平洋珊瑚礁積累了無與倫比的豐富魚類,不是因為它們有一些未知的,難以捉摸的特性,而僅僅是因為它們有時間。米勒說:“過去人們認為新物種在熱帶海洋中的進化速度更快,因此我們可以迅速獲得高度的多樣性。” “相反,我們發現印度洋的多樣性很長。及時建立起來。”

根據米勒的研究,該研究于10月10日在倫敦皇家學會雜志上發表,是第一項顯示時間和物種豐富度之間直接聯系的研究。米勒解釋說,到目前為止,熱帶珊瑚礁被認為與熱帶雨林類似,是生物多樣性的熱點,因為它們比其他珊瑚礁更多地涉及更多的物種。她的研究表明情況并非如此。該小組發現,北極和南極寒冷水域的物種形成率實際上更高。然而,盡管印度洋的生物多樣性變化可以與緩慢但持續的燃燒火焰相比,但在較冷的海洋區域,它們更像是煙火。米勒說:“這個物種的進化速度相對較快,但每個冰川時期大部分時間都在清除。” “一旦冰川消退,他們將留下一個空曠的空間,等待重建新物種。”在寒冷的海洋地區,頻繁的環境干擾導致整體生物多樣性的減少。

另一方面,在珊瑚三角洲,新物種的進化速度較慢,但由于長期地質時期的條件更加穩定,一旦它們出現并在生物多樣性中緩慢積累,它們就更有可能保持穩定。今天看。 “這表明一個地區可能需要長期穩定才能積累高物種多樣性,”米勒說。 “根據我們的研究,神奇數字似乎是3000萬年。”在印度洋中部,板塊構造創造了一個巨大的淺海平臺,其中心位置使其成為殖民化的目標。這是該地區殖民地的最佳時機。

米勒說:“在過去的30到3500萬年里,情況并沒有太大變化。” “相比之下,其他海洋地區,例如加勒比地區,經歷了不穩定和隔離的時期,因此群體和早期滅絕率降低 - 所有這些因素加起來的進化時間更短。”在這項研究中,米勒和她的團隊使用了幾乎所有多鰭魚的分布數據 - 總共17,453它占所有海魚的72%和所有淡水魚的33%。他們使用幾種不同的統計方法來重建全球海洋區域的潛在物種豐富度模式。為了解海洋魚類的多樣性如何隨著時間的推移而發展,該團隊隨后使用已發表的魚類系統發育樹并進行了生物地理重建。

“生物地理重建有助于我們了解我們的祖先何時生活在不同的地方,取決于他們居住的地點和相關性,”米勒說。 “如果你只比較生活在同一個地方的兩個物種,這很容易,但如果你有數千種物種并且時間越來越遠,那么更多的祖先會工作,事情會變得更加困難。進化生物學家依靠復雜的計算機算法來管理和解釋極大的數據集。米勒和她的團隊使用的方法為許多物種的進化創造了假設的情景。然后,研究人員使用這些場景來測試不同模型如何解釋當今的生物多樣性。 “這就像繪制家族歷史,每個人都略有不同,”米勒說。 “你開始分析并重復數百次,每次嘗試并根據一些可能的歷史記錄包含不確定性,以了解它們的工作原理。在我們的研究中,結果表明不確定性非常低,這是令人放心的。這意味著它是一個非常強大的結果。“

研究人員表示,多樣性模式的一般概念可以通過人口存在的時間而不是其倍增的速率來解釋,這與許多不同的系統有關。例如,生物學家觀察到的殖民時期解釋了陸地生態系統中某些動物群的高度多樣性,例如亞馬遜熱帶雨林中的樹蛙,阿巴拉契亞山脈的蠑螈和西南沙漠中的蜥蜴。 “一般認為,這些高度多樣化的模型可能需要數千萬年的時間才能出現,但在幾年內人類的影響可能會被消除,”該論文的高級作者,UA教授John Wiens說。生態與進化生物學系。 “不幸的是,由于人為氣候變化對珊瑚礁的影響,珊瑚礁三角洲珊瑚魚的多樣性將很快消失。未來幾年多樣性的喪失可能需要數千萬年才能恢復。” p>

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