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约2.52亿年前，地球上发生了一次最大规模的生命灭绝事件，此后海洋中古生代类型的生物被现代型生物所取代，其中双壳类贝壳动物取代腕足类，全面接管了海洋生物群落。 9 A* ]! X- u1 R. h l& D% f9 e9 i s
这两类生物的“统治之争”缘何发生？中国地质大学（武汉）陈中强教授团队联合国内外合作者，利用高性能计算机进行古生态模拟分析，发现大灭绝事件与环境因素是导致这两类生物在海洋生物群落的统治地位上发生取代的根本原因，相关研究成果近日发表于国际学术期刊《自然·通讯》。 ; I9 e* J3 e, P J3 [0 I4 {
“化石记录显示，腕足类是古生代海洋中最常见的底栖生物，无处不在，双壳类在古生代海洋中则为边缘成员。大灭绝之后，两者的地位发生了对调。更为神奇的是，这两类生物的取代事件与大灭绝同时，似乎发生在‘一夜之间’。”陈中强说，早在一个多世纪前科学家就关注此现象，但关于生物取代的驱动力一直悬而未决。 2 B2 C6 x! g4 \# y5 `0 q
4 ]9 p3 ?0 K$ t2 `, { 近5亿年来腕足类与双壳类的多样性变化。大灭绝前腕足类的多样性远高于双壳类，大灭绝后则相反。（陈中强教授团队供图） $ _ R8 h6 z) B0 _; `6 S2 u3 w8 p% h
研究团队利用高性能计算机，对近5亿年来的近33万条化石记录进行了贝叶斯模拟分析，计算出这两类生物的长时间尺度的新生与灭绝速率。结果表明，两者在侏罗纪之前具有彼此相似的多样性速率演化趋势，证明两者均受到主要环境事件的影响。 " Q% i7 r- J4 O% o6 M' J# ]: L q
此外，研究团队还利用多变量生灭模型，模拟不同生物与非生物因素对两者多样性演化速率的相关程度，发现大灭绝后整个海洋生物多样性的锐减促进了两者新生率上升，而双壳类与腕足类并不存在显著的竞争关系。值得注意的是，在转折的关键时期，即大灭绝后，急剧升高的海水温度限制了腕足动物的生存与复苏，但双壳类没有受到影响。 , ]1 \- j5 N! @
研究结果表明，2.52亿年前的大灭绝事件对腕足类造成了灾难性打击，从而导致两类动物多样性的转换；双壳与腕足对外界环境耐受程度上的差异进一步加速了这一转变的发生。 4 e' b8 }8 ] l9 r' H, K
“此研究强调了环境因素对生物宏演化历史的塑造作用，面对如今全球快速变化的气候环境，如何进行生物保护，避免腕足类悲剧的发生是迫切需要考虑的问题。”文章第一作者郭镇说。 9 o2 t- X9 n2 J+ X7 f
记者：李伟、熊翔鹤
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