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      西北大學(xué)舌形貝殼體大數(shù)據(jù)揭示“活化石”演化動(dòng)力

      發(fā)布時(shí)間:2023-03-09 作者:李琛 馮麗 來(lái)源:中國(guó)教育新聞網(wǎng)

      中國(guó)教育報(bào)-中國(guó)教育新聞網(wǎng)訊(通訊員 李琛 記者 馮麗)記者從西北大學(xué)了解到,近日,該校地質(zhì)學(xué)系教授張志飛指導(dǎo)的博士研究生梁悅通過(guò)對(duì)5.2億年以來(lái)的舌形貝腕足動(dòng)物殼體進(jìn)行大數(shù)據(jù)整理分析和殼體形態(tài)解剖研究,得出舌形貝類穴居型生活方式早在奧陶時(shí)期就已建立,其殼體形態(tài)和生活方式(包括固著、群居、穴居等)多樣性達(dá)到高峰。隨后,穴居型和群居型生活類型在奧陶紀(jì)末和二疊紀(jì)末的生物大滅絕事件中被隨機(jī)性地保留下來(lái)。相關(guān)研究成果于2023年3月9日在線發(fā)表在Cell出版集團(tuán)的綜合期刊《當(dāng)代生物學(xué)》(Current Biology)上。

      腕足動(dòng)物舌形貝被達(dá)爾文定義為“活化石”。它自寒武紀(jì)早期出現(xiàn),歷經(jīng)了地球動(dòng)物出現(xiàn)以來(lái)所有的磨難和自然災(zāi)害,尤其是經(jīng)受了地球最嚴(yán)重的“五次生物大絕滅”事件而繁衍至今。

      5.2億年以來(lái),舌形貝一直生活在泥質(zhì)海底,其殼體3—5厘米,最大不超過(guò)十幾厘米,占有的生態(tài)空間十分有限,因此也被稱作“草根”動(dòng)物。在長(zhǎng)期的演化過(guò)程中,它們通過(guò)多變的殼體形態(tài),不斷探索、改變和硬化著海洋底質(zhì)表面,并在奧陶紀(jì)時(shí)期屬種多樣性和殼體形態(tài)多樣性達(dá)到空前繁盛,演化出了包括穴居的生活類型和葡萄串狀群體生活等多種殼體類型。就是這種“多樣性”積累,腕足動(dòng)物舌形貝類在面對(duì)顯生宙的五次大絕滅中,尤其是顯生宙生物滅絕率最高的奧陶紀(jì)和二疊紀(jì)兩次大絕滅事件中,有了“足夠的可能”,致使穴居的生活類型作為一種自然選擇得以生存。

      為了更好地探究舌形貝腕足動(dòng)物在整個(gè)顯生宙的演化歷程,該研究以紀(jì)為時(shí)間單位,通過(guò)貝體形態(tài)空間分析發(fā)現(xiàn),5次大滅絕事件中的奧陶紀(jì)末期和二疊紀(jì)末期生物大滅絕事件對(duì)其殼體形態(tài)多樣性的影響最大。寒武紀(jì)大爆發(fā)期間腕足動(dòng)物已經(jīng)出現(xiàn)了多種殼體形態(tài),經(jīng)過(guò)奧陶紀(jì)生物大輻射事件,其多樣性進(jìn)一步增加,并達(dá)到峰值。然而,隨后的奧陶紀(jì)大滅絕事件使得其殼體形態(tài)多樣性發(fā)生明顯的縮減。古生代末期的二疊紀(jì)大滅絕事件使得舌形貝殼體形態(tài)多樣性進(jìn)一步減少,僅留下殼體形態(tài)兩側(cè)平直,營(yíng)內(nèi)棲生活的舌形貝類,以及殼體渾圓、葡萄串狀群體固著生活的平圓貝類。這一演化歷程符合著名進(jìn)化古生物學(xué)家斯蒂芬·古爾德(Steven Gould)提出的隨機(jī)演化理論,即不可推測(cè)的特殊性事件。同時(shí)根據(jù)開(kāi)展的支序分析、形態(tài)空間測(cè)量和譜系分析等多學(xué)科交叉研究,各項(xiàng)結(jié)果都支持了奧陶紀(jì)后隨機(jī)演化是主導(dǎo)現(xiàn)代舌形貝演化的外在動(dòng)力。因此,腕足動(dòng)物舌形貝在寒武紀(jì)大爆發(fā)出現(xiàn)后,經(jīng)過(guò)自然選擇的演化,殼體多樣性得到空前發(fā)展。但在顯生宙之后的兩次或多次大絕滅事件中,殼體兩側(cè)平直的穴居類群得到了強(qiáng)有力的隨機(jī)遴選,導(dǎo)致自然選擇在奧陶紀(jì)之后舌形貝漫長(zhǎng)的形態(tài)和生態(tài)演化中很少或者無(wú)法發(fā)揮作用。

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