適者生存還是懶者生存? 動物考古新發現:新陳代謝快易滅絕

2020-12-21 千龍網·中國首都網

克里斯多福·布洛克曾在1716年的《普雷斯頓的小船》一書中寫道:除了死亡和納稅,什麼事情都不能確定。在現實生活中,一些人或許能逃避納稅的責任,但是也無法阻止死亡的到來。而對於有些物種來說,無法逃避的命運還有滅絕,據科學家估計,曾在地球上露過臉的無數過客中,99%的物種都已經滅絕。據澳大利亞解釋型新聞網(The Conversation)報導,雖然物種滅絕的原因多種多樣,但有種新說法是,「懶者」更容易生存——新陳代謝率高的群體易滅絕。

四分之三 五次大滅絕減少大部分物種

美國堪薩斯大學無脊椎古生物學博士後研究員盧克·斯多爾茨表示,古生物學家都了解,在地球的歷史中,有幾個關鍵時刻正是生物滅絕的「高發期」。目前,研究人員已經確定了「五次物種大滅絕」,在過去的5億年中,每一次的大滅絕都在很短的時間內抹去了地球上四分之三的生物。

當然,值得一提的是,即使是在「集體滅絕」的大背景下,仍有大約四分之一的生物得以倖存。於是我們不禁要問:究竟是什麼原因決定了某一物種是否能活下來?

很顯然,不同種類動物的滅絕率是不同的,而且我們很清楚一點,不是所有的物種對於外界環境的變化都是那麼「敏感」。科學家們做了許多工作,積極地記錄滅絕的物種,但是他們也知道,確定這些物種滅絕的原因和過程並不是那麼容易。

三大因素 化石標本揭示物種滅絕原因

如果我們看看現代的滅絕案例就會發現,一些導致物種滅絕的原因很明顯。其中之一就是「人口」減少。當某一物種內成員數量減少時,該物種的遺傳多樣性就會減少,而它們對於災難事件的敏感性就會大大提高。如果該物種剩下的「人口」規模足夠小,一場森林大火甚至是一次種族內性別比例的隨機變化都有可能讓它們走到盡頭。

近代的物種滅絕案例獲得了廣泛的關注,例如很多教科書都記載的渡渡鳥、袋狼和候鴿等。不過,更大規模的物種滅絕其實發生在人類出現之前。於是,化石標本就成了科學家們研究物種滅絕的主要資料來源。隨著古生物學家結合對過去環境的了解來解讀化石,物種滅絕原因越來越清晰地顯現出來。科學家們發現,物種滅絕可能與一系列因素有關。

首先就是溫度。我們都知道,溫度變化是影響物種生存狀態的重要因素。在地球漫長的歷史長河中,幾乎每一次全球氣溫的大幅上升或下降,都能「撂倒」一大片不同的生物。

其次是生活面積。一個物種佔據的地理區域面積同樣很重要。物種分布越廣泛就越不容易滅絕。相反,如果生活範圍很有限,又與其他物種間沒什麼交集,那麼該物種滅絕的可能性就更高。

另外一點就是隨機事件。除了天氣、棲息地等相對「穩定」的因素外,隨機事件也會導致物種滅絕,例如毫無預兆的「天外來客」。隕石算是地球上眾多生物的「頭號公敵」了,它背負的「血債」可不少——白堊紀末期地球上75%的物種滅絕都要算到它的頭上,其中也包括非鳥類恐龍。正因為隨機事件的「任性」,一些人提出:相比「適者生存」,「幸運者生存」可能更恰當。

最新理論 新陳代謝率低的更容易生存

不過,最近科學家們又發現了比「幸運者」更適合生存的群體,那就是「懶者」更容易生存。研究人員發現,新陳代謝率可以預示物種是否會滅絕。相比代謝率低的群體,代謝率高的軟體動物更容易滅絕。

其實,這一「理論」不僅適用於軟體動物,科學家們發現,無論是果蠅還是哺乳動物,對於個體來說,較高的新陳代謝率和較高的死亡率之間確實有關聯。因此,新陳代謝在多個生物學水平上可以被視為死亡率的重要控制條件。由於新陳代謝率和一系列特徵有關,包括生長率、成熟期、最長壽命、最大種群規模等,似乎某個或所有這些特徵都可能影響一個物種面臨滅絕的脆弱程度。

待解難題 生物作用和人類影響有多大

雖然科學家們找出了物種滅絕的一個個原因,但是仍有許多謎團有待進一步研究。

例如,一些生物的滅絕和環境重大變化或生物學巨變沒有任何關係。這種情況被稱為「背景滅絕率」,即物種的自然滅絕。由於科學家們傾向於關注大規模的物種滅絕,背景滅絕率的定義並不是很清楚,目前也不完全了解它的波動幅度。但事實上,它正是大多數物種滅絕的方式。

另外,在解釋物種滅絕時,生物學相互作用的變化究竟有多重要?例如,當捕獵者或者競爭對手數量增加,或者當某個重要獵物滅絕時,某一物種可能面臨滅絕。然而在這一方面,化石並沒有向科學家透露什麼信息。更甚的是,就連滅絕物種的數量都可能是一個謎。

對於古生物學家來說,他們有可能犯的最大錯誤就是在評估和解釋物種滅絕時「一刀切」。因為任何物種的滅絕「脆弱程度」都會隨著時間的變化而改變,當面對環境變化時,不同生物種群的反應也不一樣。

因此,想要判斷任何一個物種瀕臨滅絕到底是受到了人類活動或氣候變化的多大影響,有時仍然是一個懸而未決的問題。

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科學家繪製最全

滅絕哺乳動物地圖

丹麥奧胡斯大學和瑞典哥德堡大學的研究人員近期繪製了迄今為止最全面的哺乳動物家族樹和地圖集,將近6000種現存和最近滅絕的哺乳動物物種聯繫了起來。

研究團隊花費了幾個月的時間將現有的數據整合起來,並填補了其中缺失的部分。之後他們對比舊地圖,看看在沒有現代人類的幹預下,物種的自然範圍會是什麼樣。對於已經滅絕的物種,科學家們將DNA證據和來自世界各地的化石發掘地點數據結合起來,利用計算機算法預測已經滅絕的物種與現存哺乳動物可能融合的地方。

雖然此前也有人試圖繪製所有哺乳動物的分布範圍圖,並試圖搞清楚它們的族譜,但是總是遺漏了一個關鍵的哺乳動物族群——因人類導致滅絕的物種。

瑞典哥德堡大學生物學家索倫·福爾比稱,這是第一次大規模、全面地涵蓋了包括袋狼、猛獁象在內的滅絕物種,以及因人類活動導致活動區域喪失的現存物種。新地圖也囊括了已經滅絕的物種,丹麥奧胡斯大學古生物學家馬特·戴維斯說,如果要研究全球生物多樣性的模式,就必須考慮像袋狼這樣的物種,因為它們在不到一百年前才從地球上消失。直到最近,這些大型哺乳動物才因為人類而大量滅絕,留下了一個缺乏巨獸的世界。

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