代謝性狀多樣性影響海洋生物地理學

2021-01-20 科學網

代謝性狀多樣性影響海洋生物地理學

作者：

小柯機器人

發布時間：2020/9/18 13:48:39

美國華盛頓大學Curtis Deutsch及其研究組發現代謝性狀多樣性塑造海洋生物地理學。相關論文於2020年9月16日在線發表於國際學術期刊《自然》雜誌。

研究人員評估了物種的地理邊界範圍是否與海洋動物生物多樣性有氧能量獲取的生態生理極限一致。研究人員觀察到新陳代謝速率與氧氣供應效率之間以及這些特性的溫度敏感性之間存在緊密的相關性，這表明海洋動物處於對低氧耐受的強烈選擇之下。由此產生的海洋動物生理耐受性的廣度可預測各種地理生態位-從熱帶到高緯度、從淺水到深水-這比僅基於溫度或氧氣的模型能更好地與物種分布保持一致。

對於所有研究的物種，由於生態活動的旺盛需求，熱和低氧的極限值大大降低，這種特徵在海洋和陸生類群中變化相似。因此，激活溫度依賴性缺氧將各種海洋物種的生物地理環境與整個動物界共享的基本能量需求聯繫在一起。

據悉，氣候和生理學影響生物地理學，但物種範圍的限制很少歸因於物種的數量特徵。

附：英文原文

Title: Metabolic trait diversity shapes marine biogeography

Author: Curtis Deutsch, Justin L. Penn, Brad Seibel

Issue&Volume: 2020-09-16

Abstract: Climate and physiology shape biogeography, yet the range limits of species can rarely be ascribed to the quantitative traits of organisms1,2,3. Here we evaluate whether the geographical range boundaries of species coincide with ecophysiological limits to acquisition of aerobic energy4 for a global cross-section of the biodiversity of marine animals. We observe a tight correlation between the metabolic rate and the efficacy of oxygen supply, and between the temperature sensitivities of these traits, which suggests that marine animals are under strong selection for the tolerance of low O2 (hypoxia)5. The breadth of the resulting physiological tolerances of marine animals predicts a variety of geographical niches—from the tropics to high latitudes and from shallow to deep water—which better align with species distributions than do models based on either temperature or oxygen alone. For all studied species, thermal and hypoxic limits are substantially reduced by the energetic demands of ecological activity, a trait that varies similarly among marine and terrestrial taxa. Active temperature-dependent hypoxia thus links the biogeography of diverse marine species to fundamental energetic requirements that are shared across the animal kingdom.

DOI: 10.1038/s41586-020-2721-y

Source: https://www.nature.com/articles/s41586-020-2721-y

相關焦點

  • 研究揭示樹木遺傳多樣性對功能性狀和群落生產力的影響
    而生物多樣性是多尺度的，除物種多樣性外，種內遺傳多樣性及其與物種多樣性的潛在交互作用對BEF關係的影響還知之甚少，特別是關於種內基因型之間的功能差異和對生產力的潛在作用鮮有報導。結果表明，除種間差異外，由於母樹來源不同而具有不同遺傳家族信息的個體形成的種內差異也很大程度上解釋了性狀差異。同時，功能性狀對物種多樣性和種內遺傳多樣性的響應差異顯著。此外，在多物種混交林中樹木個體的多種功能性狀形成的綜合差異顯著大於純林中同樣數量個體之間的差異；而多種功能性狀的綜合差異在遺傳多樣性更豐富的純林和遺傳多樣性比較單一的純林之間卻很相似。
  • 植物所揭示樹木遺傳多樣性對功能性狀和群落生產力的影響
    結果表明，除種間差異外，由於母樹來源不同而具有不同遺傳家族信息的個體形成的種內差異也很大程度上解釋了性狀差異。同時，功能性狀對物種多樣性和種內遺傳多樣性的響應差異顯著。此外，在多物種混交林中樹木個體的多種功能性狀形成的綜合差異顯著大於純林中同樣數量個體之間的差異；而多種功能性狀的綜合差異在遺傳多樣性更豐富的純林和遺傳多樣性比較單一的純林之間卻很相似。
  • 土壤微生物生物地理學最新綜述
    土壤微生物生物地理學主要研究土壤微生物多樣性、群落組成和功能性狀從區域到全球尺度的時空分布模式。微生物生物地理學的研究有助於更好地理解微生物多樣性的產生和維持機制，以及養分循環、有機物分解、植物生產力維持和公共衛生等關鍵生態系統過程的調控機制。憑藉高通量測序和生物信息學技術的發展（圖1A）和日益增長的研究興趣（圖1B），土壤微生物生物地理學研究取得了長足的進步（圖1）。
  • 氣候變暖或對海洋生物多樣性產生重大影響
    如果溫室氣體排放情況在2040年左右趨於穩定，那麼由此帶來的溫和的氣候變暖可能在本世紀末到來時造成大片海洋區域的海洋生物多樣性發生重大重組。
  • 新聞 | 第一屆中國生物地理學大會在北京大學成功召開
    專業委員會副主任張揚建研究員和秘書長沈澤昊教授主持，中國科學院地理科學與資源科學研究所於貴瑞研究員以「陸地生態系統功能性狀及其生物地理學機制」為題，介紹了基於生態系統功能性狀的生物地理學研究方法與最近理論進展；中國科學院植物研究所馬克平研究員以「基於大數據的生物地理學研究進展」為題，介紹了當前全球生物多樣性和功能性狀大數據的發展和應用；中國科學院動物研究所雷富民研究員以「鳥類對第三極的適應與進化」為題
  • PNAS | 土壤氮循環微生物功能特徵的全球生物地理學
    為了解決這一研究差距，我們利用公開可用的土壤宏基因組數據，對微生物氮功能特徵的生物地理學進行了描述，定義為八種氮循環途徑。生境類型、土壤碳、氮在很大程度上解釋了樣本的總氮途徑相對豐度。相比之下，我們不能確定的驅動氮循環功能基因的物種分類組成。此外，含有某種氮代謝途徑的優勢屬在不同生境類型中的分布普遍相似。
  • 如何保護海洋生物多樣性
    我國是全球海洋生物多樣性最豐富的國家之一，海洋物種數居全球前三位。我國具有豐富的海洋和海岸生態系統，在濱海溼地、紅樹林、珊瑚礁、海草床等多種典型的海洋生境中，有數百上千種浮遊生物、底棲生物、海草、紅樹植物、珊瑚等海洋生物生存繁衍。
  • 全球海洋生物多樣性分布圖繪製完成
    該項目共歷時10年，覆蓋了從浮遊生物到鯨魚等13組共11000多種海洋生物。 研究人員發現，不同種類海洋生物的分布模式非常相似，溫度同所有種類生物的生物多樣性密切相關；人類活動密集的地區和海洋生物多樣性的「熱點地區」（這些地區的生物數量和生物種類都很多）高度重疊；未來海洋溫度的變化可能會大大影響海洋生物的分布。
  • 肝臟NADH還原應激是代謝性狀常見變異的基礎
    肝臟NADH還原應激是代謝性狀常見變異的基礎 作者：小柯機器人 發布時間：2020/5/29 13:07:44 近日，美國哈佛醫學院Vamsi K. Mootha研究團隊發現，肝臟NADH還原應激是代謝性狀常見變異的基礎。
  • 海洋生物「體檢」2020年膠州灣海洋生物多樣性保持良好
    青島新聞網11月19日訊（記者 李倍 通訊員 王諾 劉旭東）今天，記者從青島市生態環境局獲悉，根據膠州灣海洋生物多樣性監測結果顯示，2020年，膠州灣區域生物多樣性、物種豐富度、均勻度處於較好的水平。浮遊植物群落結構穩定性較往年相比明顯提升，浮遊動物及大型底棲生物群落結構穩定性及生物多樣性依舊持續保持良好。布設14處點位為海洋生物「體檢」海洋生物多樣性是反映海洋生態系統健康狀況的一個重要指標，它既體現了海洋生物之間及環境之間的複雜關係，又體現了海洋生物資源的豐富性。
  • 科普:海洋生物多樣性的「珠峰」——印太珊瑚礁大三角
    新華社「科學」號5月22日電（記者張旭東 吳飛座）5月22日是「國際生物多樣性日」，一場關於海洋生物多樣性的研討在正駛往馬裡亞納海溝的「科學」號科考船上舉行，科研人員介紹了海洋生物多樣性的「珠峰」——印太珊瑚礁大三角。
  • 綠會研究室參加海洋生物多樣性現狀與保護研討會
    #生態文明建設#11月20日，由國家海洋環境監測中心主辦的海洋生物多樣性現狀與保護研討會使用騰訊會議召開，首先是來自天津科技大學教授孫軍為大家帶來報告，報告主題是「全球變化下的海洋生物多樣性」。孫嬌搜提到生物多樣性對人類的價值在大部分的眼中還停留在經濟層面，卻忽視了文化、倫理與美學、科學與教育、生態價值。事實上地球上每一個物種的價值都是無價的，平等的。我國幅員遼闊，具有豐富的海洋和海岸生態資源，所擁有的海洋物種數量居全世界前三。目前全球的快速變化對生物多樣性產生了深遠的影響。首先是全球變暖改變了海洋生物的生理、物候學和地理分布。
  • 2020年膠州灣海洋生物多樣性保持良好
    中國山東網11月19日訊 (記者 姜婷 通訊員 王諾 劉旭東) 記者從青島市生態環境局獲悉，根據膠州灣海洋生物多樣性監測結果顯示：2020年，膠州灣區域生物多樣性、物種豐富度、均勻度處於較好的水平。浮遊植物群落結構穩定性較往年相比明顯提升，浮遊動物及大型底棲生物群落結構穩定性及生物多樣性依舊持續保持良好。　布設14處點位為海洋生物「體檢」海洋生物多樣性是反映海洋生態系統健康狀況的一個重要指標，它既體現了海洋生物之間及環境之間的複雜關係，又體現了海洋生物資源的豐富性。
  • 中華白海豚瀕危仍在加劇,我國海洋生物多樣性現狀不容樂觀
    人類活動是影響海洋生物多樣性的最主要因素作為近岸河口地區生活的物種，中華白海豚的分布水深一般不超過25米，5～25米水深的河口海域是它們最喜歡的生活環境。「人類活動、氣候變化，是影響海洋生物多樣性的兩大原因。」李新正分析，近海的開發區建設、海洋工程、過度捕撈等人類活動，導致海洋生態變化，引起海洋生物資源衰退等問題。被列入國家一級保護動物的半索動物多鰓孔舌形蟲和黃島長吻蟲主要分布在膠州灣及其附近海域。根據過去的調查資料，這兩個物種在上世紀80年代以前尚能較易採到。
  • 2020年青島市膠州灣海洋生物多樣性保持良好
    從青島市生態環境局獲悉，根據膠州灣海洋生物多樣性監測結果顯示：2020年，膠州灣區域生物多樣性、物種豐富度、均勻度處於較好的水平。浮遊植物群落結構穩定性較往年相比明顯提升，浮遊動物及大型底棲生物群落結構穩定性及生物多樣性依舊持續保持良好。
  • 大規模滅絕導致的生物多樣性的突然下降 促進了生物古地理格局的...
    近日，記者從中國地質大學(武漢)獲悉，宋海軍教授的團隊在二疊紀-三疊紀之交的生物地理學領域取得了新的進展。他們發現歷史上最大的滅絕事件不僅導致了生物多樣性的急劇下降，還導致了生物古地理格局的巨大變化。最近，相關成果發表在國際著名綜合學術期刊《二疊紀—三疊紀大滅絕導致扁平化的多樣性緯度梯度》上，標題為《美國國家科學院院報》。
  • 全球海洋生物多樣性分布圖完成(組圖)
    目前，海洋生物多樣性分布圖已經繪製完成，全部研究報告將在10月4日公布。從陸續披露的結果看，海洋中的生物多樣性令人驚嘆，而生物多樣性的逐漸減少又令人擔心。　　最新公布的物種多樣性數據中，澳大利亞、日本、中國和地中海海域擁有的物種數量分別排在前4位，緊隨其後的是墨西哥灣。澳大利亞和日本兩個海域各自有約3.3萬種已知物種，而墨西哥灣海域生活著1.5萬多種海洋生物，平均每平方千米就有10種不同種類的生物。生物多樣性較高的區域還包括印度尼西亞、馬達加斯加和阿拉伯海地區海域。
  • 膠州灣海洋生物多樣性水平明顯提升 物種分布更均勻
    原標題：膠州灣裡，更多海洋生物安逸「棲居」原標題：本報11月19日訊 19日下午，記者從市生態環境局獲悉，2020年膠州灣海洋生物多樣性監測結果最新出爐。結果顯示，2020年膠州灣區域生物多樣性、物種豐富度、均勻度處於適中的水平。
  • 新研究揭示古生代海洋生物多樣性演化
    記者從南京大學獲悉，該校與中國科學院聯合團隊在「天河二號」超級計算機支持下，以化石記錄重現生物演化歷史，改變了當前對古生代（約5.4億年—2.4億年，相當於寒武紀至三疊紀早期）海洋生物多樣性演化的認知。相關成果1月17日在線發表於《科學》。
  • 關於建議以海洋生物多樣性保護為核心治理 海洋噪音汙染……
    關於建議以海洋生物多樣性保護為核心治理 海洋噪音汙染…… 2018-02-01 16:44 來源：澎湃新聞·澎湃號·政務