报告简介:
深时鱼类多样性的演化与环境变化关系研究对于理解古海洋生态系统在全球剧变下的响应规律具有重要科学意义,同时可为现代海洋治理和生物多样性保护提供地质历史视角。我们基于自主研发的DeepBone数据库,构建地质历史时期(寒武纪至全新世)鱼类各大类群(无颌类、盾皮鱼类、软骨鱼类、辐鳍鱼类和肉鳍鱼类)物种多样性变化曲线,聚焦以显生宙五次大灭绝为代表的重大地质事件,探讨鱼类多样性变化与古温度、大气含氧量、水深、大陆风化强度以及纬度等环境因子之间的耦合关系。
本研究利用多变量贝叶斯生灭模型,在全球尺度上定量评估海水温度、氧含量、海平面波动等环境因素对早期脊椎动物多样性的影响。我们重点探究“红皇后”模式(强调物种间竞争等生物因素)与“宫廷小丑”模式(突出气候变化等非生物因素)在不同时间尺度上对脊椎动物演化的相对贡献,解析这两种经典理论在深时鱼类多样性变化中的作用边界。我们特别关注古生代多次早期脊椎动物多样性突变事件中环境驱动的临界阈值,例如已有研究指出泥盆纪末的Hangenberg事件导致早期脊椎动物属级多样性损失高达32%,深刻重塑了此后脊椎动物的多样性格。通过定量分析环境因素对脊椎动物起源与灭绝速率的影响,我们尝试揭示海洋生态系统在极端环境冲击下的响应模式与恢复机制,探讨生态系统稳定性的临界点及其突变条件。
我们正基于DeepBone平台开展基于高性能计算的贝叶斯统计建模,构建百万年级别精度的深时鱼类多样性变化曲线,探讨鱼类不同类群对于全球变化的差异性反应。后续研究将识别鱼类各大类群宏演化中的临界拐点及其触发机制,评估内外部因素的耦合效应,为现代海洋生态系统对气候变化的响应预测提供深时参照。
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