浮游生物拥有进化海洋生物多样性之键

生物二亿五千万年前在我们海洋爆炸生物多样性我们今天所见在此之前,我们海中植物和动物生存差异小得多有几个理论解释这一点 — — 常同时考虑栖息地和气候变化 — — 但很少有研究考虑浮游植物的作用。美国特拉华大学的Ronald Martin博士揭示了浮游植物在我们海洋生物多样性中所起的作用功课显示土地、养分循环和浮游生物群落变化导致生物多样性基本增加

Phanerozoic Eon约5亿2千2百万年前启动,其特征是地球生物多样化动物植物丰富 我们今天在地球所见可追溯到 这个时期的起始点 即Cambrian 通过检验时段化石残骸从这些遗迹中,我们知道在康布里安时代大约2亿5千万年后,我们海洋中又发生了一场生物爆炸,自那以来海洋生物多样性一直在稳步增加。海洋化石记录显示 这场爆炸很可能 由浮游植物进化驱动 微科植物浮游水柱浮游生物构成海洋食物网金字塔基础,因此这些分钟植物演化增加食物可用性

化石记录还显示 浮游植物的上升 基本平行进化 更现代类海洋动物浮游植物新类型或群落出现,包括二叉状浮游生物、coclitophorids和diatoms,统称红藻取代前代绿藻类 即弧石提供新食物 支持新动物的出现尽管如此,浮游植物与海洋无脊椎动物和脊椎动物进化之间的中心关系尚未深入探索

Ronald Martin博士来自特拉华大学,美国, 和他的同事探索浮游植物与海洋动物进化之间的联系,它们的作业显示 浮游植物可能拥有 进化密钥 各种生物形式

封存海洋生物多样性记录
生物多样化化石记录为历史提供窗口,使研究人员能够在开发海洋生物多样性三大阶段间划线。第一阶段发生在Cambrian期间,即5亿2千万至5亿3千万年前Paleozoic时代启动时。在此期间,称为Cambrian爆炸,许多phila(或主要动物群)开始出现在海洋中。第二阶段期间,海洋生物多样性似乎减慢并相对抑制Paleozoic时代其余部分第三阶段发生在Mesozoic和Cenozoic时代,观察到现代海洋生物多样性上升,并持续稳步上升直至今日科学家寻找化石记录线索 说明过去2亿5千万年来 生物多样化增加的原因记录显示现代动物总体比重较高,从化石推断出运动率和偏差率上升即为证明,并意味着代谢率和食物可用率提高

大约2亿5千万年前 海洋中生命爆炸

研究人员提出了数项解释说明这些多样性趋势,从海平面和栖息地变化到变化气候和海洋生态系统内动物植物分布所有这些因素都至少部分地与地球景观变化相关联,而地球景观变化是由于构造板块碰撞而发生的。此时大陆碰撞形成数大世界山脉,包括主要的阿尔卑斯山和喀尔巴阡山,产生南欧阿尔卑斯山和喀尔巴阡山、亚洲喜马拉雅山、西北部阿特拉斯山、南美安第斯山和西北美山脉

养分可用性和初级生产率
海洋生物多样化的另一个重要原因就是因养分可用性而增加海洋内食物可用性Martin和同事数项研究使用化石记录加深理解养分流入海洋对初级生产率或植物生长的影响通过检查各类有机化合物记录实现这一点,如和碳,也称和碳同位素

浮游生物是显微镜植物,同大多数植物一样,它们通过光合作用阳光生产自己的食物氧和阳光是光合作用的主要需求,养分提供也是一个重要因素,养分增加可提高食物金字塔基点初级生产率,可能导致高层次这些金字塔的消费者增加人口规模此外,大量养分流入海洋提高浮游植物质量(口分解或无机养分内容),这很可能也是海洋生物多样化的一个重要因素。

研究者需要知道养分的来源以Martin为首的研究队探索山带风化和火山地质记录,结果产生大型矿床称为大Igneous省LIP大规模聚积色岩石,当岩浆穿透地球结壳向表层并富含宏分磷时发生,而宏分磷对浮游植物生长很重要。这些事件加之陆地植物生物增加和养分循环增加,导致养分随时间增加

注入海洋养分提高浮游植物质量,这是通过地理时间实现海洋生物多样化的一个重要因素。

连接细胞新陈代谢与多样化
研究者们不得不回溯化石记录 深入Paleozoic时代较不发达植物生存地,或许风速较低,养分可用性下降,并比起中分词时代抑制多样化

红线中现代浮游植物富含磷酸低碳并支持更快增长比早期Paleozoicacritics小动物,如浮游动物和珊瑚需要碳、磷和氮来生成细胞新陈代谢理论表示碳对磷比约106:1以维系浮游动物新陈代谢并因此增长,即红地比假设这个理论有效 早期抑制Paleozoic期间的多样化 可能是因为动物消费浮游植物 需要更多能量 比Redfield比高得多Paleozoic动物将不得不先用能量推卸超量碳以获取其他养分,

海洋动物多样性在过去约2.5亿年中发生,可归因于可用食物质量和数量变化这是由于建山、火山喷发和陆地植物演化而增加养分循环这表明,如果有足够的栖息地、养分和富养分浮游生物丰度可用,则海洋生物多样性的持续开发是无限的,这当然取决于人为气候变化的影响。