寒武紀生物古地理格局與多樣性演變的耦合關系

[本刊訊] 中國科學院南京地質古生物研究所那琳博士、李啟劍副研究員，與德國埃朗根—紐倫堡大學合作，基于PBDB數據庫（https：//paleobiodb. org）4萬余條寒武紀無脊椎動物化石產出記錄數據，結合網絡分析法，對此時期的生物古地理格局進行深入剖析，探討了寒武紀大爆發及隨后若干次生物滅絕事件如何在全球尺度對上述格局造成影響。成果2022年12月在線發表于《古生物學》（Paleobiology）。

寒武紀是海洋生物與環境協同演化的關鍵時期，這一時期幾乎所有動物門類相繼出現，并在相對較短的時期內發生了快速的生態分化和擴張，奠定了顯生宙以來海洋生態系統的基礎。這一生物事件已被深入研究，并通過其多樣性被分解為alpha、beta和gamma三個尺度；一些研究還揭示寒武紀大爆發本質上主要是由群落間多樣性在第二階向第三階過渡期間的快速增長所驅動。但對此過程中地區間不同群落的分化如何表現在地理空間上，即生物古地理的具體演變模式，一直缺乏基于多門類古生物數據的定量化評估。

該研究發現，基于種級分類單元的網絡組成顯示，寒武系前三階表現為全球生物地理有地區性逐漸加強的趨勢，并在第四階達到輻射期峰值；海洋生物平均分布范圍則隨著時間推移逐漸收縮，移動能力較強的古生物化石產出記錄比例亦在此期顯著增加。這不但從生物古地理角度驗證了寒武紀大爆發全球多樣性增長主要是由beta多樣性驅動的假說，且詳細勾勒出每階生物區演變的細節，暗示生物地理區域性增強可能進一步加速全球多樣性增長。在古杯動物滅絕事件發生后，伴隨著全球生物區的高周轉率，烏溜期的生物古地理格局也幾乎被完全重置，表明滅絕事件能對生物古地理格局產生至關重要的影響。

（曉 工）