科学家们发现，现代海洋生物多样性达到有史以来的最高水平，是通过所谓的生物多样性热点地区的位置长期稳定实现的，这些地区的物种数量特别多。
这项研究结果发表在今天的《科学》杂志上自然该模型基于板块构造和环境因素(主要是海洋温度和食物供应)，重建了海洋动物从大约5.5亿年前的起源到现在的多样性。
与化石记录不同，新模型没有空白和抽样偏差，因为模型中的多样性历史是数值模拟的，而不是从化石数据重建的。该模型揭示了多样性的增加是真实的，并与过去2亿年间地球环境条件相对稳定的多样性热点的发展有关。
为了这项工作的准备工作，科考队使用了一种古地理模型，可以追踪大陆和海底在地质时间中的运动，以及一种古地球系统模型，可以重建古代海洋的环境条件。在模型中，每个被跟踪的区域随着时间的推移以每个区域和每个时间的环境条件控制的速率积累多样性。
“我们的方法解决了之前关于岩石中化石的记录是否足够好，以提供生物多样性在深度时间变化的清晰模式的一些争论”，布里斯托尔大学地球科学学院的合著者迈克尔·本顿教授解释道。
迄今为止，对全球范围内生物多样性的历史和现代生物多样性起源的理解都依赖于化石记录，化石记录证明，在过去的5亿年里，我们星球上的生命至少遭受了5次大灭绝。历史上最大规模的二叠纪-三叠纪大灭绝，消灭了超过90%的海洋物种，使生态系统处于崩溃的边缘。两亿五千万年后的今天，海洋中的生物比以往任何时候都更加多样化。
“问题是我们是如何走到今天这一步的，”ICM-CSIC研究员和项目负责人Pedro Cermeño说。“化石记录中的空白需要使用一种新的计算方法来重建生命的历史。我们的模型能够重现现代海洋多样性的地理分布，尤其是热点地区，并揭示了产生这些多样性的机制。”
在过去的50年里，古生物学家一直在争论化石记录的质量。”我们不确定它是否足以合理地描绘出过去的多样性，以及在大规模灭绝后生命如何恢复的细节。”本顿教授说。
ICM-CSIC研究员Carmen García-Comas领导了这项研究，她补充说:“看到我们的区域多样化模型产生的全球多样性的动态与化石记录中看到的相似，这真的很令人兴奋。这支持使用该模型来重建深度时间的多样性空间分布，使我们能够解决海洋生物多样性热点地区的起源时间和方式。”
这个新模型还阐明了进化生态学中最具争议的问题之一:地球所能支持的多样性是否存在限度。生态学理论认为，随着物种多样性的增加和生物相互作用(如竞争)的加剧，物种多样化的过程会放缓到停止，因此新物种的出现和建立将不可避免地导致旧物种的灭绝。
然而，一些科学家认为，地球的生态系统是如此多样化，总有空间容纳更多的物种。我们的结果调和了两种观点。虽然大多数海洋的多样性水平远低于其最大值，但拥有多样性热点的区域可能接近其极限。
“这种建模工具真的很强大，因为它允许我们探索很多事情，包括如果一些大规模灭绝从未发生，或者它们发生在地球历史的另一个时期，会发生什么。”Cermeño先生说。
人类对地球系统自然功能的干预导致了专家所说的第六次大灭绝。根据联合国(United Nations)的数据，在上个世纪，假设在正常的、非灭绝的情况下，在一万年内灭绝的物种数量与那些灭绝的物种数量相同。此外，国际自然保护联盟评估的物种中，有25%面临灭绝的危险。
“我们的研究强调，如果目前的趋势继续下去，预计的多样性损失可能需要数百万年才能恢复，可以说超过了我们作为一个物种的存在。”本顿教授总结道。
这项研究是由一个国际海洋生物学家、地质学家和地球系统建模师组成的团队进行的，该团队位于西班牙巴塞罗那CSIC Ciències del Mar研究所、英国布里斯托尔大学、澳大利亚悉尼大学、中国西安西北大学(Université Bourgogne Franche-Comté(法国)、加州大学河滨分校(美国)和综合生态生理学研究所。位于不来梅黑文的阿尔弗雷德·韦格纳极地和海洋研究所(德国)。
来源:https://www.bristol.ac.uk/