新的数学模型揭示了主要群体是如何在进化中出现的

时间:2020-02-28 19:33 来源:seo 作者:杏鑫 点击量:

新的数学模型揭示了主要群体是如何在进化中出现的

乌普萨拉大学(Uppsala University)和利兹大学(University of Leeds)的研究人员提出了一种新的化石记录多样性模式的数学模型,为达尔文的“可恶之谜”提供了解决方案,并加强了我们对现代群体起源的理解。这项研究发表在《科学进展》杂志上。

化石记录中许多主要生物类群的起源似乎都笼罩在一片朦胧之中。事实上,其中最著名的例子之一,开花植物,被达尔文称为“可恶的谜”。许多现代群体突然出现,而它们的祖先——如果有的话——往往数量很少,而且很快就从化石记录中消失了。相反,一旦群体形成,它们往往会在很长一段时间内占据主导地位,直到被所谓的“大灭绝”打断,比如约6600万年前白垩纪末期的大灭绝。

这种模式似乎令人惊讶,而且似乎经常与“分子钟”的结果相矛盾。“分子钟”是利用生物体中分子的校准变化率来估计它们何时开始彼此分离的。如何解决这一冲突?我们能从中学到什么?

在一篇论文中,乌普萨拉大学的Graham Budd和利兹大学的Richard Mann提出了一个新的数学模型,该模型基于物种形成和灭绝的所谓“生-死”过程来解释现代群体的起源。出生-死亡模型显示了随机灭绝和物种形成事件是如何产生大规模的时间多样性模式的。巴德和曼的研究表明,现代群体的祖先通常数量很少,一旦他们形成了现代群体,就可能很快灭绝。相反地,现代群体倾向于非常迅速地多样化,从而淹没了祖先的形式。因此,相当令人惊讶的是,生物体捕获了所有生物多样性的很大一部分。

这些模式的唯一例外是由“大灭绝”造成的,历史上至少发生过五次大灭绝,这可以极大地推迟现代物种的起源,从而延长被称为“茎群”的祖先形式的寿命和多样性。这方面的一个很好的例子是恐龙的巨大多样性,它们被恰当地认为是茎群鸟类。大约6600万年前,白垩纪末期的陨石撞击几乎杀死了所有鸟类,只有一小部分幸存下来,并繁衍出1万多种现存鸟类。

这个新模型解释了关于化石记录的许多令人困惑的特征,并表明它通常记录了关于主要群体起源的相对准确的图像。这进而表明,当分子钟模型与化石记录可能告诉我们的信息严重不符时,应该加强对它们的审查。

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