一項(xiàng)開創(chuàng)性的研究追溯了靈長(zhǎng)類動(dòng)物6600萬(wàn)年的進(jìn)化史,并推翻了我們祖先最初棲息于溫暖熱帶森林的傳統(tǒng)觀念。研究人員利用先進(jìn)的統(tǒng)計(jì)和氣候建模技術(shù)發(fā)現(xiàn),我們進(jìn)化譜系中最早的成員實(shí)際上是寒冷氣候的幸存者。
日本獼猴生活的氣候可能比以前認(rèn)為的更類似于它們的祖先
雷丁大學(xué)的研究人員調(diào)查了479種靈長(zhǎng)類動(dòng)物——其中178種已滅絕(通過化石研究),301種現(xiàn)存——以追蹤物種豐富度、氣候耐受性和地理分布范圍如何隨時(shí)間推移,以及在長(zhǎng)期建立和研究的進(jìn)化分支中如何變化。這些物種遍布北美、歐洲和亞洲。
為了挑戰(zhàn)公認(rèn)的“靈長(zhǎng)類起源于溫暖熱帶森林”假說,研究人員需要重建物種之間的進(jìn)化關(guān)系以及它們祖先的地理位置和氣候條件。這絕非易事,因?yàn)樗枰蠹s 6600 萬(wàn)年的時(shí)間。
研究團(tuán)隊(duì)融合了數(shù)百種靈長(zhǎng)類動(dòng)物的基因組和化石數(shù)據(jù),并參考現(xiàn)有的涉及滅絕和現(xiàn)存(活著的)物種的靈長(zhǎng)類動(dòng)物關(guān)系“超級(jí)樹”,研究人員將這張復(fù)雜的地圖與詳細(xì)的氣候和地理位置配對(duì),以分析性狀進(jìn)化與這些外部因素的關(guān)系。
然后,他們通過貝葉斯生物地理模型(一種統(tǒng)計(jì)方法,計(jì)算不同祖先狀態(tài)的概率,例如靈長(zhǎng)類動(dòng)物的分布地點(diǎn)或該時(shí)期的氣候帶),為超級(jí)樹的每個(gè)分支添加了更多細(xì)節(jié)。當(dāng)然,這些細(xì)節(jié)隨后根據(jù)大陸漂移和板塊構(gòu)造進(jìn)行了調(diào)整。
研究人員需要了解每個(gè)靈長(zhǎng)類祖先實(shí)際生活的氣候類型,因此他們采用了柯本-蓋革氣候分類法,該分類法根據(jù)溫度和降雨模式將世界劃分為溫帶、熱帶、干旱和寒冷等氣候“類型”。最終,他們將古氣候重建結(jié)果與顯示當(dāng)時(shí)各大洲位置的古地理地圖疊加,共同形成了一種古代氣候圖集,從而能夠更清晰、更詳細(xì)地描繪靈長(zhǎng)類動(dòng)物的起源及其隨后的遷徙。
通過將這種方法應(yīng)用于海量數(shù)據(jù)集中的每個(gè)物種,研究人員能夠?yàn)檫M(jìn)化樹上的每種動(dòng)物提供一種氣候類型。
他們發(fā)現(xiàn),一些最早的靈長(zhǎng)類祖先很可能經(jīng)歷過極端的冷熱季節(jié),并且隨著季節(jié)變化,其資源供應(yīng)也呈現(xiàn)出高度波動(dòng)。由此,研究人員可以推斷,這些古代靈長(zhǎng)類動(dòng)物具有極強(qiáng)的適應(yīng)力,飲食廣泛(泛食性),能夠忍受如此惡劣和難以預(yù)測(cè)的環(huán)境。
研究人員認(rèn)為,這些第一批靈長(zhǎng)類動(dòng)物可能生活在北美,那里氣候寒冷,夏季炎熱,冬季寒冷——這顛覆了大約半個(gè)世紀(jì)以來被廣泛接受的起源提法。
“幾十年來,靈長(zhǎng)類動(dòng)物在溫暖的熱帶森林中進(jìn)化的觀點(diǎn)一直無人質(zhì)疑,”雷丁大學(xué)研究員、該研究的主要作者豪爾赫·阿瓦里亞-勞圖雷奧(Jorge Avaria-Llautureo)說道。“我們的發(fā)現(xiàn)徹底顛覆了這種說法。事實(shí)證明,靈長(zhǎng)類動(dòng)物并非起源于茂密的叢林——它們來自北半球寒冷的季節(jié)性環(huán)境?!?/p>
根據(jù)他們的理論,能夠在這些惡劣條件下生存并超越當(dāng)?shù)貧夂蚪缦薜撵`長(zhǎng)類動(dòng)物擁有生物“適應(yīng)性”,能夠繁殖并逐漸遷徙到更遠(yuǎn)的地方,因此不同的外部影響(環(huán)境、資源、氣候)促使新物種進(jìn)化。數(shù)百萬(wàn)年后,隨著氣候變化——有時(shí)變化很快——適應(yīng)能力強(qiáng)的靈長(zhǎng)類動(dòng)物得以遷徙到新的地區(qū)并進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)物種多樣化。研究人員認(rèn)為,這就是許多物種最終將熱帶森林作為家園的原因。
有趣的是,研究人員推斷,早期靈長(zhǎng)類動(dòng)物可能像今天的熊一樣,通過冬眠來度過嚴(yán)寒的冬天——降低心率,在最冷的月份睡覺以節(jié)省能量。一些小型靈長(zhǎng)類動(dòng)物,例如侏儒狐猴(共有10個(gè)物種),仍然會(huì)冬眠,深入地下睡眠數(shù)月——這使得它們能夠很好地適應(yīng)它們的故鄉(xiāng)馬達(dá)加斯加。
由于現(xiàn)存的靈長(zhǎng)類動(dòng)物現(xiàn)在面臨著當(dāng)今的環(huán)境挑戰(zhàn),了解它們的祖先如何適應(yīng)古代氣候變化可以幫助保護(hù)主義者更好地了解物種生存并識(shí)別威脅。
“了解古代靈長(zhǎng)類動(dòng)物如何在氣候變化中生存,有助于我們思考現(xiàn)存物種如何應(yīng)對(duì)現(xiàn)代氣候變化和環(huán)境變化,”Avaria-Llautureo 補(bǔ)充道。
該研究發(fā)表在《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》上。
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