《Nature》文章：海洋浮游生物对新生代环境变化的生物地理学响应

研究背景

地球的生物多样性和地理分布模式是长期进化和环境变化的结果。新生代（Cenozoic）以来的环境变化，特别是气候变暖和酸化，对海洋浮游生物的生物地理学响应产生了显著影响。了解这些变化对于预测未来气候变化对生物多样性的影响至关重要。在古生物学研究中，具有一致生态和形态特征的类群（功能群）提供了与物种和属不同的生物多样性动态视角。

研究内容

本研究通过分析Triton数据库，一个全球性的新生代海洋大型有孔虫的化石记录数据集，来研究海洋浮游生物对新生代环境变化的生物地理学响应。研究聚焦于功能多样性、纬度梯度的生态位专业化、群落多样性以及这些模式如何随时间和纬度变化。研究识别了关键的古气候事件，包括白垩纪-古近纪（K/Pg）灭绝事件、早始新世气候最适期（EECO）、始新世-渐新世转换期（EOT）以及中新世浮游生物多样性的增加。

研究方法

研究者使用了Triton数据库中的宏观有孔虫化石记录，通过构建双分网络来量化生态群落和形态群落的生物地理学共存模式。这些网络由生态群（基于物种的生物地理分布、氧同位素特征推断的生态位）和形态群（基于壳体外部形态的分类）组成。研究者计算了网络相关生态指标，包括群落丰富度、生态群和形态群的专业化指数（ESI和MSI），以及群落对环境变化的响应。

研究结果

研究结果揭示了以下几个关键发现：

在K/Pg灭绝事件后，全球形态群落变得不那么专业化，这先于古新世后丰富度的增加。

在EECO期间，生态专业化增加，表明在新生代温室气候的高峰期间，赤道地区的高温可能抑制了生物多样性。

EOT期间，由于环流变化，专业化增加，这先于形态多样性的丧失。

大约1900万年前，形态专业化和丰富度的变化与远洋鲨鱼的灭绝相一致。

中新世浮游生物多样化期间，功能群丰富度和专业化在两个半球之间的变化存在延迟。

研究还发现，功能群对类似非生物选择压力的全球响应可能取决于其适应的背景气候状态（温室或冰室）。这些发现提供了新生代海洋生物地理宏演化的独特时空视角，表明功能群落和丰富度的全球生物地理响应在新生代气候事件中是脱钩的。

结论

这项研究通过分析海洋浮游生物化石记录，提供了对新生代海洋生物多样性和生物地理学模式演变的新见解。研究结果强调了在不同气候背景下，生物多样性对环境变化的响应可能存在显著差异。这些发现对于理解生物多样性如何作为一个整体运作，并最终适应不同地质和人为时间尺度上的环境变化具有重要意义。此外，研究结果也提示了在当前人为气候变化背景下，监测功能群落模式变化可能为生态系统变化提供预警信号，为制定政策决策和路径预测提供信息。

来源：Nature