本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点
二叠纪从未得到它应有的关注。在我们的鱼类祖先在陆地上安家很久之后,但在中生代爬行动物大举入侵之前,这段时期提供了一个观察可能看起来像是另一种进化时间线的机会——一个我们的原哺乳动物表亲和亲戚用爪子掌控世界的时代。然而,不仅是谁居住在这个世界,而且它是如何形成的,仍然是神秘的,最近一项关于古代森林兴衰的研究为这幅图景增添了一些色彩。
这里的关键时期是石炭纪——脊椎动物在石炭纪期间在陆地上永久安家,远离水——和二叠纪早期之间的时间跨度。直到现在,人们还认为多样性的变化与“石炭纪雨林崩塌”有关。普遍的假设是,茂密的石炭纪森林的收缩,以及从沼泽条件向二叠纪更干旱气候的转变,隔离了各种脊椎动物物种。有人认为,这导致了在它们各自的栖息地中进化出更多的新形式。古生物学家在这段时间内看到的多样性增加,是因为森林结构的变化创造了栖息地孤岛,进化可能性发生了变化。
但是古生物学家Emma Dunne和她的同事提出,情况可能有所不同。石炭纪和二叠纪早期化石床的采样方式可能歪曲了情况。
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当古生物学家思考化石记录中的主要模式时,他们必须考虑采样。地球生命的历史记录是不均衡的,挖掘工作通常由可及性和研究问题指导。换句话说,我们所知的化石记录受到实际保存下来的东西以及我们不断从中挖掘出来的东西的影响。一些地层或构造是众所周知的,并且已经被挖掘了几十年。另一些我们仍然知之甚少。例如,与大部分石炭纪相比,更多二叠纪早期的地层已被采样和收集,这可能使二叠纪看起来比之前的时期更加多样化。如果我们想要理解随着时间的推移进化的来回变化,就必须考虑到这种潜在的偏差来源。
Dunne和她的合著者从古生物学数据库中存档的信息中提取数据,查看了地图上从石炭纪到二叠纪早期生存的476种四足动物物种的精确位置。从那里,他们考虑了原始多样性——即未考虑采样偏差的情况——然后纠正了采样可能对大局产生的影响的方式。Dunne和她的同事的发现与其他研究人员提出的观点相反。
首先,Dunne和她的合著者写道,石炭纪雨林并没有真正崩塌。这些茂盛的沼泽栖息地要么移动了,要么被取代了。这是一个更替的问题,而不是不适宜居住的土地分隔的最后一片森林。更重要的是,在此过渡期间的四足动物化石记录并没有显示在孤立的区域中出现多样性增加的情况。相反,物种多样性在石炭纪-二叠纪边界处下降,并在二叠纪早期保持相对较低的水平。
还有其他情况。Dunne和她的同事指出,他们的研究结果表明,在植被变化期间,不同脊椎动物群落之间存在更高程度的联系。研究人员认为,这些变化可能导致现有物种分散并扩展到新的区域,而不是像之前认为的四足动物被困在它们一直熟悉的栖息地中。例如,这似乎发生在被称为楔齿龙科的背鳍原哺乳动物身上,其中包括我们的老朋友异齿龙。关于这一变化的新故事不是关于崩塌,而是可以更好地概括为“别限制我”。