新的进化论解释了为什么动物会随着时间的推移而萎缩

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最近的一项研究揭示了影响动物体型随时间变化的因素,确定了基于竞争和环境压力的三种进化模式,明确了化石记录中的不一致之处。

新的研究揭示了某些动物大小随时间变化背后的关键因素,其关于物种大小变化的发现挑战了传统的进化理论。

阿拉斯加马、隐龟和岛屿蜥蜴随着时间的推移而缩小背后的谜团可能已经在一项新的研究中得到解决。

这项新的理论研究表明,随着时间的推移,动物的大小取决于两个关键的生态因素:物种之间对资源的直接竞争的强度,以及从环境中灭绝的风险。

 

研究结果及生态因素

今天(1月18日星期四)发表在《通讯生物学》(Communications Biology)杂志上的这项研究使用模拟进化的计算机模型,确定了为什么一些物种会逐渐变小,正如化石记录所表明的那样。

领导这项研究的雷丁大学生态系统建模师Shovonlal Roy博士说:“就像我们如何根据我们居住的地方来适应炎热或寒冷的天气一样,我们的研究表明,动物的大小在很长一段时间内会变大或变小,这取决于栖息地或环境。

“在不同物种之间为食物和住所而进行大量竞争的地方和时间,随着物种的扩散并适应资源和竞争对手的分布,动物的体型通常会变小。例如,由于气候和植被的变化,生活在阿拉斯加的小型马迅速萎缩。

“在直接竞争较少的地方,体型往往会变大,尽管体型非常大且数量很少会使动物更容易灭绝——比如恐龙的情况。

“生态因素的变化有助于解释为什么化石记录显示出如此令人困惑的大小进化模式,一些谱系随着时间的推移而缩小,而另一些谱系则在增长。

应对法则

研究小组通过挑战化石证据对“科普规则”构成的矛盾来开展研究。科普法则是指某些动物群体在数千年和数百万年内进化出更大体型的趋势。该规则以 19 世纪的古生物学家爱德华·科普 (Edward Cope) 的名字命名,他被认为是在化石记录中首次注意到这种模式的人。例如,早期的马祖先是小型狗大小的动物,随着进化时间的增加,最终产生了现代马。

然而,化石证据显示出明显矛盾的趋势,一些群体的体型增加,而另一些群体的体型减少。

进化压力

该研究使用模拟进化的计算机模型,确定了在不同条件下出现的三种不同的体型变化模式:

  • 随着时间的流逝,体型逐渐增加当物种之间的竞争主要由它们的相对体型而不是生态位差异决定时,就会发生这种情况。例如,几个海洋动物物种属(例如无脊椎动物)在数百万年的时间里逐渐增加。
  • 体型增加后灭绝在这里,最大的动物经常灭绝,为其他物种提供了取而代之并进化出更大的身体的机会,继续这个循环。大规模灭绝对大型顶级捕食者的打击最大。非常大的哺乳动物和鸟类特别容易灭绝,例如恐龙和巨型飞行爬行动物。
  • 尺寸随时间逐渐减小:模拟还预测了与科普定律相反的情况:物种会随着时间的推移而萎缩。当竞争激烈并且栖息地和资源使用存在一定程度的重叠时,就会发生这种情况。随着物种分化成不同的生态位,它们面临着缩小体型的进化压力。先前有报道称脊椎动物、硬骨鱼、隐龟、阿拉斯加更新世马和岛屿蜥蜴的体型下降。
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