新进化论解释了为什么动物会随着时间的推移而缩小

在一项新的研究中，阿拉斯加马、隐地龟和岛屿蜥蜴为什么会随着时间的推移而缩小的谜团可能已经得到了解答。

新的理论研究提出，随着时间的推移，动物的大小取决于两个关键的生态因素:物种之间直接竞争资源的强度，以及环境灭绝的风险。

今天(1月18日，星期四)发表在《通讯生物学》上的这项研究使用计算机模型模拟进化，找出了一些物种逐渐变小的原因，正如化石记录所表明的那样。

领导这项研究的雷丁大学生态系统建模师肖文拉尔·罗伊博士说:“就像我们根据居住地来适应炎热或寒冷的天气一样，我们的研究表明，动物的体型会根据栖息地或环境的不同而长期变大或变小。

“在不同物种之间争夺食物和住所的地方和时间，随着物种分散开来并适应资源和竞争对手的分布，动物的体型通常会变小。例如，由于气候和植被的变化，冰河时期生活在阿拉斯加的小型马迅速萎缩。

“在直接竞争较少的地方，体型往往会变得更大，尽管真的很大而且数量很少会使动物更容易灭绝——就像恐龙发生的那样。

“生态因素的变化有助于解释为什么化石记录显示出如此令人困惑的大小进化模式组合，其中一些谱系随着时间的推移而缩小，而另一些则在增长。”

柯普法则

研究小组通过挑战化石证据对“柯普法则”提出的矛盾来进行研究科普法则指的是某些动物群体在数千年和数百万年间进化出更大体型的趋势。

这条规则是以19世纪古生物学家爱德华·科普的名字命名的，他被认为是第一个在化石记录中注意到这种模式的人。

例如，早期马的祖先是小型狗大小的动物，随着进化时间的推移，它们的体型逐渐增大，最终产生了现代马。

然而，化石证据显示了明显矛盾的趋势，一些群体的体型增大了，而另一些群体的体型却减小了。

进化压力

利用模拟进化的计算机模型，该研究确定了在不同条件下出现的三种不同的体型变化模式:

随着时间的推移逐渐增大:当物种之间的竞争主要由它们的相对体型而不是生态位差异决定时，就会发生这种情况。例如，海洋动物物种的几个属(如无脊椎动物)在数百万年间逐渐增大。

规模增大后灭绝:在这里，最大的动物不断灭绝，为其他物种取代它们的位置并进化出更大的身体提供了机会，从而继续循环。大规模灭绝对大型顶级掠食者的打击最大。非常大的哺乳动物和鸟类特别容易灭绝-例如，恐龙和巨大的飞行爬行动物。

尺寸随时间逐渐减小:模拟还预测了与Cope法则相反的情况:物种随着时间的推移而缩小。当竞争激烈且栖息地和资源使用存在一定程度的重叠时，就会发生这种情况。随着物种进化到不同的生态位，它们面临着缩小体型的进化压力。此前有报道称脊椎动物、硬骨鱼、隐甲鱼、阿拉斯加更新世马以及岛屿蜥蜴的体型有所下降。

来源: Materials provided by University of Reading.
注明: Content may be edited for style and length. Journal Reference: Shovonlal Roy, Åke Brännström, Ulf Dieckmann. Ecological determinants of Cope’s rule and its inverse. Communications Biology, 2024; 7 (1) DOI: 10.1038/s42003-023-05375-z