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外来物种入侵制造了生物大灭绝?

更新:2011年01月08日 阅读次数: 【字体:

2010年12月29日,发表在《PLoS ONE》上的研究成果表明:外来物种入侵能够阻止新物种自然形成的过程,从而造成了生物大灭绝。

《PLoS ONE》,是由公共科学图书馆(the Public Library of Science,简称PLoS)出版的科学期刊,公共科学图书馆成立于2000年10月,是一家由众多诺贝尔奖得主和慈善机构支持的非赢利性学术组织,旨在推广世界各地的科学和医学领域的最新研究成果。

基于对3亿7千8百万至3亿7千5百万年前地球海洋生物系统崩溃的研究,这项研究得出结论:目前我们地球上的生态系统也正在生物多样性的丧失中挣扎着,最终有可能会有同样的命运。

在地球的历史上,虽然已经经历了五次主要的生物大灭绝事件,但晚泥盆世的这一次与众不同。此次灭绝的生物数量并不比自然消亡的物种数量高出多少,但是新出现的物种却少得可怜。“我们将晚泥盆世的这次事件称为大灭绝,但实际上这是一次生物多样性危机,” 在《PLoS ONE》发表该论文的作者、美国俄亥俄州大学的科学家Alycia Stigall说。

“这项研究大大加深了我们对物种入侵的理解,” 资助这项研究的美国国家科学基金会(NSF)地球科学部的项目主管Lisa Boush说。“它给我们当前的生物多样性危机的提供了一个重要观点。”

研究表明,生物大灭绝应该归咎于新的物种诞生的典型方式——“地理割裂”在这一地质时期缺失。当一个种群经过一个自然的、长期的事件之后(如一座山或一条河的形成),地理割裂就产生了,然后就会进化成不同的物种。新的物种也能够通过分散而产生,即当一个种群子集迁移到一个新的地方。

从以前的研究出发,Stigall采用系统发育分析方法,即分析进化关系树从而研究物种形成是如何发生的。她专注于一种双壳类动物Leptodesma (Leiopteria),、两种腕足类动物Floweria and Schizophoria (Schizophoria)和一种食肉性甲壳类动物Archaeostraca。这些小的贝壳类海洋生物是晚泥盆世海洋中最常见的,在地球历史上,晚泥盆世的海洋还有最广泛的珊瑚礁系统。

这时的海洋盛产大型食肉性鱼类,如邓氏鱼(Dunkleosteus),还有一些较小的生命形式,如三叶虫(trilobites)和海百合(crinoids)等。此时,森林和陆地生态系统第一次出现,两栖动物开始走向陆地。由于海平面上升,封闭的陆块形成,一些物种开始进入到它们以前没有生活过的地方。

这些外来物种中的最顽强者能够靠多种多样的食物来源存活下来,然后在新的气候条件下成为主导生物,并“扫除”掉更多本地物种。在这个时候,外来物种太多了,以至于很多新的物种都难以出现。

“在泥盆纪,地质记录中的主要物种形成模式都不见了,” Stigall说。“这只是在自己的跑道上停止了。”

在Stigal的研究中,大多数物种都在晚泥盆世失去了多样性,另有一个物种Floweria灭绝了。整个海洋生态系统遭受了重大的崩溃,造礁珊瑚虫锐减,而且在之后的1亿年的时间里地球上都再也没有出现过珊瑚礁。大型食肉性鱼类、三叶虫、海绵生物和腕足类生物也急剧减少,这时候,在陆地上的生物却有更高的存活率。

这项研究与当前的生物多样性危机有关,Stigall说,人类的活动已经将大量的外来物种带到了新的生态系统中。

此外,现代的生物灭绝速度超过了古代灭绝事件的速度,这包括6千5百万年前的恐龙大灭绝。

“即使你可以阻止生物栖息地的萎缩减少,但事实上,我们已经移动了这个星球上的所有外来物种,这将需要很长的时间来恢复,因为高层次的入侵物种已经大幅度抑制了新物种形成的速率。” Stigall说。

她还指出,集中力量用来保护新物种,将有助于维护地球的生态系统。“对这个过程我们知道得越多,” Stigall说,“我们也就会越明白如何更好地保护生物多样性”。

关键词:物种入侵 大灭绝
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