专业化的生存
当66百万年前小行星撞击Yucatan Peninsula时,它引发了地球历史上最具灾难性的灭绝事件之一——白垩纪-古近纪或K-Pg边界。恐龙、海洋爬行动物和大多数大型动物谱系被彻底消灭。然而,与恐龙共存了超过100百万年的乌龟类群却以惊人的低损失率度过了这场灾难。发表在Biology Letters期刊上的一项研究现已确定了一种特定的生态机制来解释原因:乌龟吃什么对它是否存活起了极大的作用。
研究人员Serjoscha Evers是Bavarian State Collection of Natural History的古生物学家,Guilherme Hermanson来自University of Fribourg,他们分析了灭绝边界处所有主要龟类的颌部解剖学特征。他们的目标是重建每个族系的饮食偏好,然后模拟这些饮食如何与灭绝概率相关。结果非常明显。
决定生存的饮食分界
以硬壳生物为食的乌龟——如蜗牛等腹足动物和蛤蜊等双壳贝类——比鱼食者或植食者在K-Pg灭绝中存活的可能性高出五倍多。这些乌龟所依赖的硬壳软体动物被证明能够抵抗小行星撞击后的条件,即使生态系统的大部分崩溃,也提供了可靠的食物来源。
我们观察到了一个生态过滤器,Evers说。专门捕食硬壳食物给了这些龟种一个进化优势。这项发现将K-Pg生存问题从一般龟的坚韧性重新框架为一个更精确的生态位问题——并不是所有的龟都很强健,而是特定的捕食策略通过灾难提供了一条生命线。
为什么软体动物能够存活而其他物种则不能
Chicxulub小行星撞击的后果被科学家们称为撞击冬日——一个由喷入大气的灰尘、烟灰和硫气溶胶导致阳光大幅减少的时期。光合作用在全球范围内崩溃,从底部开始摧毁以植物为基础的食物链。草食性生物因食物供应消失而遭受巨大损失,依赖植物营养或光合生产力的鱼类和其他水生动物随之衰退。
硬壳软体动物占据不同的生态位置。蛤蜊和蜗牛是滤食者和分解食者——它们以沉积物和水中已存在的有机物为食,而不是直接依赖活跃的光合作用。这种捕食策略为它们提供了缓冲,以应对K-Pg边界特征的初生产力的突然减少。只要有机物仍然可用,软体动物就可以存活,吃它们的乌龟也可以。
从化石颌部推断饮食
这项研究的方法创新在于其在没有直接胃内容物化石证据的情况下重建古代饮食的方法。Evers和Hermanson分析了不同龟类的颌部的机械特性——颌形状、咬合力几何和硬物摄食的生物力学——来推断每个龟群最可能吃什么。这种功能形态学分析,结合灭绝概率的统计建模,允许研究人员在食性生态学和生存结果之间建立因果联系。
这种方法增加了一个不断增长的古生物学研究体系,该体系超越了描述哪些物种在大规模灭绝边界消失,转向解释为什么特定的生态策略决定了生存。事实证明,在许多动物群体中,饮食是K-Pg生存最强大的预测因子之一——这种模式现在在乌龟中以不寻常的统计清晰度得到了证实。
对理解灭绝抵抗力的影响
这项研究对关于什么决定了灾难事件中灭绝脆弱性和恢复力的更广泛科学对话做出了贡献。对于保护主义者来说,K-Pg记录提供了一个具有指导意义的类比:在碎屑基食物链中具有饮食专业化的生物体可能比依赖完整、光合驱动的生态系统的生物体对快速环境破坏更有抵抗力。
对于古生物学来说,这项发现强化了大规模灭绝不是随机的——它们被生态学过滤。66百万年前的小行星并没有随机抽样生命并摧毁75%的物种;它拆除了特定的生态结构并保留了其他的。乌龟已经存活了超过250百万年,经历了多次大规模灭绝、冰河时代和戏剧性气候变化时期。他们的K-Pg生存,现在看来,是一种捕食策略的产物,这种策略恰好处于地球近代历史上最猛烈的生态过滤器的正确一方。
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