沙漠岛

气候如何促进物种形成

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生物地理学的一个基本原则认为,与祖先种群分离的生物体会走上自己的进化轨迹。大陆漂移提供了一种这样的隔离机制,马达加斯加岛上独特的动植物群可能最壮观地说明了这一点,该岛大约在9000万年前从南部冈瓦纳超大陆分离出来。山脉隆起和河流形成也可以分隔种群。但一项新的研究表明,障碍不必是物理性的。古生物学家已经发掘出巨型两栖动物的化石,这表明气候也可以有效地隔离生物,从而促进地方特有性。

在4月14日《自然》杂志发表的一篇论文中,纽约骨科医学院的古生物学家克里斯蒂安·A·西多(Christian A. Sidor)和他的同事宣布,他们发现了两种新的两栖动物物种,它们生活在大约2.5亿年前的现在的尼日尔北部。类蝾螈的生物尼日尔佩顿·里克力斯(Nigerpeton ricqlesi)和撒哈拉斯特加·莫拉迪恩西斯(Saharastega moradiensis)令人惊讶,倒不是因为它们令人印象深刻的体型(想想鳄鱼的比例),而是因为它们与其他同时期生物不同。几十年来,科学家们从这个晚二叠世时期挖掘化石,一次又一次地遇到相同的四足动物形态,无论他们是在南非等南部地区还是在俄罗斯等北部地区工作。这种世界性似乎表明,四足动物在这个时期可以随意漫游,当时地球上大部分陆地都聚集在一起,形成了一个更大的超级大陆——盘古大陆。

这项新工作描绘了一幅更为复杂的图景。之前的考察队主要集中在热带到温带的北部和南部纬度地区,而西多的团队则选择了一个更靠近古赤道的位置。地质数据和气候模拟表明,到晚二叠世,全球气候开始发生变化,将地球从所谓的“冰室世界”(极地冰盖向北延伸至南非南部)转变为“温室世界”。极端干燥的条件取代了盘古大陆中部的温和条件。作者认为,这种转变通过在它们周围形成沙漠,有效地隔离了以前普遍存在的四足动物群落。


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这就解释了为什么尼日尔佩顿和撒哈拉斯特加比其他晚二叠世两栖动物原始得多。事实上,它们最近的亲属生活在北美和欧洲,时间早了4000万到9000万年,这表明尼日尔佩顿和撒哈拉斯特加是先前被认为早已消失的辐射演化的残遗物。干旱隔离也解释了为什么在其他地方化石组合中占主导地位的二齿兽——哺乳动物般的爬行动物——在产出两种新两栖动物的地点明显缺失。

“这是一项出色的工作,”多伦多大学的罗伯特·R·雷斯(Robert R. Reisz)评论道。他说,下一步是尝试寻找晚二叠世期间沿海迁移的证据,这将有助于阐明南北方组合是如何变得如此相似的,尽管它们之间存在着广阔的沙漠。

Kate Wong is an award-winning science writer and senior editor at 大众科学 focused on evolution, ecology, anthropology, archaeology, paleontology and animal behavior. She is fascinated by human origins, which she has covered for more than 25 years. Recently she has become obsessed with birds. Her reporting has taken her to caves in France and Croatia that Neandertals once called home, to the shores of Kenya's Lake Turkana in search of the oldest stone tools in the world, to Madagascar on an expedition to unearth ancient mammals and dinosaurs, to the icy waters of Antarctica, where humpback whales feast on krill, and on a "Big Day" race around the state of Connecticut to find as many bird species as possible in 24 hours. Kate is co-author, with Donald Johanson, of Lucy's Legacy: The Quest for Human Origins. She holds a bachelor of science degree in biological anthropology and zoology from the University of Michigan. Follow Wong on X (formerly Twitter) @katewong

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