自然地球纬度多样性梯度受气候变化影响

　　【来源：安徽省气象局气象科普】
　　地球上的物种丰富度由赤道向两极递减的现象纬度多样性梯度（LDG），是现代生态系统的普遍特征。《自然》杂志近日刊文称，低纬度和高纬度地区之间以及海面温度差异增加是这一特征出现的关键驱动因素，该梯度也受到1500万年前全球冷却的气候变化影响。
　　关于现代纬度多样性梯度因果机制的讨论已持续逾一个世纪，但由于许多假定的驱动因素与纬度共同变化、长期以来化石数据有限等因素而未有定论。此次来自英国牛津大学、利兹大学和布里斯托尔大学的研究团队通过分析全球化石数据库中的43。4万多条浮游有孔虫记录，调查了物种数量在时间和空间上的分布，以及纬度多样性梯度的潜在驱动因素，如海面温度和海洋盐度水平等。
　　浮游有孔虫是一种起源早至中侏罗纪时期的单细胞海洋浮游生物，在极地到赤道的海洋中均有分布，也占据着海洋表层两公里的一系列生态位。它们因外壳坚硬得以被大量保存。全球范围内的丰富数量和长时间尺度的特殊化石记录使其受到古生物学、古海洋学等学科青睐。
　　由于较早时间间隔的低纬度数据质量较差，上述研究团队以高时空分辨率量化了过去4000万年浮游有孔虫中纬度多样性梯度的出现过程。他们发现，现代风格的纬度多样性梯度大约从3400万年前逐渐出现，但并不显著，彼时地球开始由较温暖气候过渡到较冷气候。直到大约1500万至1000万年前，梯度明显变陡，与当时全球降温趋势相吻合。
　　研究提出，低纬度和高纬度地区之间以及海面温度差异的增加，是现代纬度多样性梯度出现的关键驱动因素：热带地区较温暖的水域能够支持更广泛的不同温度的生境和垂直水柱内的生态位，有利于更多的物种出现；而高纬度地区海水温度的降低可能导致许多区域性物种种群的灭绝。
　　据论文，约2000万至4000万年前，浮游有孔虫的丰富度峰值出现在高纬度地区，但梯度分布不明显。约1800万年前，丰富度峰值转移到纬度10到20之间，与如今观测到的纬度多样性梯度一致。另一方面，特定空间的时间模型和特定时间的空间模型均显示，物种丰富度与海面温度之间存在着强正相关关系；浮游有孔虫的纬度多样性梯度可能受水柱物理结构的控制。
　　论文认为，至少在过去1500万年，浮游有孔虫的物种丰富度分布可以解释为低纬度地区的纬度温度梯度陡增和垂直温度结构的相关增加。其中，前者增强了生态位划分，为低纬度物种形成提供了更多机会；后者则可能增强热带地区生态位划分，促进了更高的物种进化率。
　　研究人员还调查了现代浮游有孔虫在垂直水柱中不同深度的生活状况，发现如今低纬度地区物种在水柱中的垂直分布比高纬度地区更均匀。这表明，1500万年前，高纬度地区较温暖的海水水柱支持了更大范围的垂直温度栖息地，但之后随着高纬度地区的冷却而崩溃。高纬度物种的灭绝也增强了纬度多样性梯度，但这种影响往往弱于物种形成。我们的研究结果为理解海洋纬度多样性梯度在长时间尺度上的演化提供了一个步骤。论文称。
　　综上所述，现代纬度多样性梯度的建立与气候变冷相一致，这种气候允许通过低纬度的生态位划分来提高物种形成，而在高纬度重构分布并去除生态位。通过解决生物多样性的空间模式如何在较长的时间内发生变化，我们提供了关于假设原因的有价值信息，这对于理解生物多样性如何在地质时间尺度上产生和维持至关重要，超出了现代生态学研究的范围。论文总结道。
　　（原标题：《自然》：地球纬度多样性梯度受气候变化影响）
　　声明：此文版权归原作者所有，若有来源错误或者侵犯您的合法权益，您可通过邮箱与我们取得联系，我们将及时进行处理。邮箱地址：jpbljp。jiupainews。com