深海擁有我們海洋中 90% 以上的水，但只占所有魚類的三分之一左右。長期以來，科學(xué)家們一直認(rèn)為原因很明顯：淺海海水溫暖且資源豐富，使其成為新物種生長和繁衍的理想環(huán)境。然而，根據(jù)伊麗莎白·米勒 (Elizabeth Miller) 最近在華盛頓大學(xué)進(jìn)行的研究，在地球早期歷史的多個(gè)時(shí)代，許多魚類更喜歡深海寒冷、黑暗、貧瘠的水域。
“很容易看到像珊瑚礁這樣的淺水棲息地，它們非常多樣化和令人興奮，并假設(shè)它們一直都是這樣，”米勒說，他作為威斯康星水產(chǎn)與漁業(yè)學(xué)院的博士后研究員完成了這項(xiàng)研究科學(xué)，現(xiàn)在是俄克拉荷馬大學(xué)的博士后研究員。“這些結(jié)果確實(shí)挑戰(zhàn)了這一假設(shè)，并幫助我們了解魚類如何適應(yīng)氣候的重大變化。”
深海通常被定義為 650 英尺以下的任何地方，在該深度不再有足夠的陽光來支持光合作用。因此，那里的食物和溫暖遠(yuǎn)少于淺灘，這使它成為一個(gè)充滿挑戰(zhàn)的地區(qū)。然而，米勒通過使用可追溯到 2 億年前的魚類DNA記錄來檢查它們之間的關(guān)系，從而發(fā)現(xiàn)了一個(gè)意想不到的進(jìn)化趨勢年：物種形成率，或新物種進(jìn)化的速度，隨著時(shí)間的推移而翻轉(zhuǎn)。有幾千萬年的時(shí)間，新物種在深海中的進(jìn)化速度比在淺海中的進(jìn)化速度快。
在某些方面，這一發(fā)現(xiàn)帶來的問題多于解決的問題。是什么讓魚更喜歡一個(gè)棲息地而不是另一個(gè)棲息地?是什么導(dǎo)致某些魚比其他魚更容易進(jìn)入深海?這些過去的變化如何促成了當(dāng)前的物種多樣性?
刺嘴魚
Gonostomatidae 科的剛毛嘴魚，每天進(jìn)行垂直遷移的中層遠(yuǎn)洋魚類。圖片來源：Steven Haddock/蒙特利灣水族館研究所
當(dāng)米勒將這些起伏不定的物種形成率映射到地球歷史的時(shí)間軸上時(shí)，她能夠確定可能發(fā)揮作用的三個(gè)主要事件。
“首先是盤古大陸的分裂，發(fā)生在 200 到 1.5 億年前，”米勒說。“這創(chuàng)造了新的海岸線和新的海洋，這意味著魚類有更多機(jī)會從淺水區(qū)移動到深水區(qū)。突然間有了更多的接入點(diǎn)。”
接下來是白堊紀(jì)熱溫室時(shí)期，它發(fā)生在大約 1 億年前，標(biāo)志著地球歷史上最溫暖的時(shí)代之一。在此期間，許多大陸因海平面上升而被淹沒，在地球上形成了大量新的淺水區(qū)。
“正是在這個(gè)時(shí)期，我們真正看到了淺水魚類的起飛和多樣化，”米勒說。“我們可以追溯到今天在淺灘看到的許多物種多樣性。”
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