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懒者生存:越是懒惰,越容易活到现在

环球科学 科研圈 2019-10-04

研究中使用的一种贝类 Anadara aequalitas。图片来源:Neogene Atlas of AncientLife / University of Kansas


懒惰是一个充满负面色彩的词语,通常会让人联想到行动力低下和运动缺乏。但对于生物体来说懒惰真的不是一件好事吗?最近的研究表明,和懒惰平行的低代谢率可能是许多物种没有灭绝的原因,在长达几百万年的时间里正是因为足够懒惰它们成了生存的赢家。

翻译  杨心舟

审校  吴非


一项最新大数据研究发现,无论是现存的双壳类和腹足动物,还是它们的化石都显示,对维系个体生存以及种群丰富度来说,保持懒惰是最佳的方法。这项研究最近发表于 《皇家学会学报B》上,研究团队来自堪萨斯大学。


研究团队分析了从500万年前的上新世时期到当下的299种动物的代谢率,其目的是检测这些生物体为了维持生存,每日所需的能量大小。他们发现,较高的代谢率与物种灭绝的概率之间存在可靠的关联



懒者生存


“我们想要知道,能否以一个生物体的能量摄入量为基础,推断出其物种灭绝的可能性,”堪萨斯大学的研究者,本文第一作者Luke Strotz表示,“我们发现,过去500万年间已经灭绝的软体动物与现今还存活的物种存在差异:已灭绝的生物代谢率要比现存的物种高。相较于高代谢率的物种,那些维持自身生存所需能量更低的物种更容易存活。”


文章的共同作者还包括堪萨斯大学的 Julien Kimmig、Bruce Lieberman,以及牛津大学的 Erin Saupe。


Luke Strotz


“长期来看,动物最好的演化策略或许就是保持慵懒的状态,这种慵懒指的是较低的代谢率,这样生物更容易存活下来,” Lieberman说,“相比于‘适者生存’,更合适的说法或许是‘懒者生存’。”


研究者表示,他们的工作对于预测气候变化的背景下哪些物种可能消失,具有很重要的意义。


“某种意义上来说,我们在寻找潜在预测灭绝几率的方法,” Strotz说,“在物种层面,代谢率并不是导致灭绝的唯一原因,还会有许多因素。但是这些结果告诉我们,生物代谢率很可能是物种灭绝的原因之一。这也为我们认识生物灭绝提供了一种新的方法和角度,帮助我们推断哪些生物有可能走向灭绝。”


Arcinella cornuta是该研究中所用到的一个物种。研究暗示懒惰是一种高效的生存策略,无论是对个体、物种或是生物群落而言。图片来源:Neogene Atlas of AncientLife / University of Kansas



高代谢率预测生物灭绝


研究团队发现,高代谢率可以作为很好的灭绝预测因素尤其是那些栖息地较为受限的物种。当海洋中的物种分布范围较广时,代谢率的作用就没那么明显了。


Strotz说:“分布范围在生物灭绝中是一个重要因素,生活区域狭小的物种更容易灭绝。如果一个物种分布不广,代谢率还高,那么它灭绝的可能性会非常高。”


研究团队还发现,一个生物群落的总体代谢率是很稳定的,即使不断有物种出现或者消失。


Strotz说:“似乎群落的能量水平总是保持稳定的。在能量摄入方面,新物种的出现,或者其他物种丰度的增加能填补灭绝物种的空缺。这非常令人惊讶,因为之前人们会认为一个群落的整体代谢率会随着时间变化。然而,双壳类和腹足动物总体的能量摄入数百万年来都没有什么变化尽管期间发生过无数个物种的灭绝。”


Strotz表示,他利用软体动物来研究新陈代谢对灭绝率的影响的原因是,无论是现存还是灭绝的软体动物,都保存着大量可用的数据。“你需要一个来自众多物种和事件的超大数据集合,”他表示,“许多双壳类和腹足动物仍然存活,因此这部分数据可以直接从现存的物种中获取。我们选择西大西洋作为研究的区域,是因为这里拥有大量完善的现存和化石软体动物数据。”


研究团队下一步的目标,是在其他类型的动物中同样建立起代谢率与灭绝率之间的关系。


“我们认为这些结果在其他群体中也具有普适性,至少在海洋生物中是这样,” Strotz说,“下一步就是把这种研究深入到其他物种中去,来看看这个结果是不是在其他群体中与已知事物相吻合。我们仍然还有一个问题,就是这种现象是否只出现在软体动物中?我们需要进一步的研究来证实,这一规律在脊椎动物、在陆生动物中是否同样适用。”


参考链接:

https://phys.org/news/2018-08-evolution-favor-survival-laziest.html



本文转载自公众号“环球科学ScientificAmerican”(huanqiukexue)


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