物种灭绝是如何运作的

由:特蕾西·v·威尔逊

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卡罗莱纳长尾鹦鹉,现已灭绝。
约翰·詹姆斯·奥杜邦/布里奇曼艺术图书馆/盖蒂图片社

如果你认为鹦鹉是生活在郁郁葱葱的热带丛林中的鸟类,那么你可能会惊讶地发现美国曾经有自己的本土鹦鹉。卡罗莱纳长尾鹦鹉一直生活在美国东南部,直到20世纪初。这些色彩鲜艳、吵闹的鸟真讨厌。他们吃水果、蔬菜和谷物,他们成群结队,吵吵嚷嚷,破坏庄稼。这使他们成为猎人最喜欢的目标,谁想保护食物供应和出售鸟类鲜艳的羽毛。如果你今天想看到卡罗来纳长尾鹦鹉,你必须在插图或填充博物馆展品中寻找它——由于狩猎和栖息地丧失,它已经完全灭绝了,并被宣布已经灭绝的在1939年。

从欧洲移民涌入北美海岸到卡罗莱纳长尾鹦鹉的灭绝,经历了数百年。但并非所有现代物种灭绝都来得如此缓慢。1741年,北极探险者首次注意到恒星上的海牛,它看起来像一只超大的、皱巴巴的海牛。到1768年,也就是不到30年后,过度捕猎导致了海牛的灭绝。

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这只是人类开始记录以来已经灭绝的两种生命形式。但今天的研究表明,这些灭绝可能是一个更大趋势的一部分——人类引起的大规模灭绝,可能与摧毁大多数生命的史前事件相媲美地球.其中最著名的是大灭绝恐龙尽管其他事件的破坏性要大得多。

无论是大的还是小的,物种灭绝都会改变世界。虽然灭绝本身都是关于变化的,但对灭绝的研究都是关于不确定性的。任何生物都有可能灭绝,但科学家们怎么知道什么时候会灭绝呢?怎么可能算出它有多快物种正在消失首先,没有人真正知道地球上有多少物种?这篇文章将深入探讨当物种消失时会发生什么,从恐龙到渡渡鸟,并探索新生命如何从大范围灭绝中产生的问题。

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灭绝的基础知识

虽然小行星碰撞可能是至少一次大规模物种灭绝的背后原因,但大多数物种灭绝的规模都要小得多。"width=
虽然小行星碰撞可能是至少一次大规模物种灭绝的背后原因,但大多数物种灭绝的规模都要小得多。
Kauko Helavuo/The Image Bank/盖蒂图片社

物种灭绝很容易被认为是一个巨大的,戏剧性的事件,是一个小行星有侵略性的新物种的碰撞或入侵。但即使没有自然灾害或大规模屠杀的帮助,物种也会灭绝。研究人员估计,大约有10亿到40亿物种生存在这里地球在它的历史上。今天,除了大约5000万以外,其他的都消失了。在这数十亿种已经灭绝的生命形式中,只有不到三分之一在大灭绝期间灭绝了[来源:纽曼]。

其余的人死于一个正在进行的过程。他们是背景灭绝率也就是数百万年里物种灭绝的平均次数。根据科学家的估计,背景物种灭绝率大约在每年1到5个物种之间[来源:病房]。

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你会注意到这些都是平均值和近似值。这不仅仅是因为它们涉及的数字大、时间跨度长。这些数字是近似值,因为研究灭绝有几个不可避免的困难:

  • 只有一小部分曾经生活在地球上的物种出现在地球上化石记录,或所有的发现和分析化石在这个星球上。这意味着你不可能费力地数清所有已知的化石,并期望对曾经存在的物种数量有一个很好的了解。
  • 石化只发生在非常特定的条件下。一个物种的最后一个成员在死亡时成为化石是极不可能的。由于这个原因,物种通常在从地球上消失之前就从化石记录中消失了——有时甚至是在数百万年前。
  • 化石记录并不是地球上发生的事情的线性时间表。相反,它是一组保存着地球不同历史时期化石的岩层。
  • 没有人确切知道今天地球上有多少物种,也很难确切地说出一个物种何时或是否会灭绝。

正因为如此,许多关于灭绝的研究似乎更多地与数学有关,而不是与真实的生物有关。研究人员利用已知化石的数量来估计曾经存在过的物种数量。他们使用的估计方法叫做置信区间分析特定物种在特定时间灭绝的可能性有多大。他们使用方程和算法来弥补现有数据中的漏洞,并对物种如何、何时以及为什么灭绝做出准确的预测。

研究人员还可以对现存的植物、动物和微生物进行数学分析。例如,通过数学,研究人员可以估计出地球上有多少特定的植物或动物存活。数学也帮助研究人员找出一个物种的最小可存活种群或者它肯定会灭绝的点,即使还有一些剩下。所有这些数学工作都可以帮助科学家弄清楚单个物种是否濒临灭绝,以及如何帮助保护它。

但灭绝并不完全与数学有关。在接下来的两节中,我们将从大范围和小范围来看灭绝的实际方面。你会发现世界上最具毁灭性的物种大灭绝。你还将了解为什么一只蝴蝶,不管它是否能拍打翅膀制造一场风暴,如果它消失了,会导致许多其他物种的灭绝。

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一个物种的灭绝

腔棘鱼是拉撒路物种。科学家们认为它在数百万年前就灭绝了,但活的标本在1938年又出现了。"width=
腔棘鱼是拉撒路的物种。科学家们认为它在数百万年前就灭绝了,但活的标本在1938年又出现了。
彼得Scoones /出租车/盖蒂图片社

每隔一段时间,一个尚未灭绝的物种就会从地球上消失化石记录。有时,这是因为一种生命形式进化而来变成一个新的物种,这就是pseudoextinction.生命形式也可能从化石记录中消失,之后又重新出现。这些拉撒路的物种可能经历了种群数量的下降,或者它们可能没有在导致化石化的条件下死亡。

但大多数时候,当一个物种从化石记录中消失,或者从今天的地球上消失,那是因为它正在走向灭绝。通常情况下,这些小规模灭绝的发生是因为某种生命形式生存的环境发生了某种变化。虽然一些物种能够适应变化,但其他物种会死亡,如果死亡数量足够多,该物种就会灭绝。以下是一些导致特定物种灭绝的最大因素:

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  • 栖息地的丧失
  • 与新物种的竞争
  • 人类的猎杀
  • 环境中的污染物,如杀虫剂

一个物种的消失也会导致许多其他物种的消失。例如,开花植物依赖传粉者,比如蜜蜂还有蝴蝶,繁殖后代。如果传粉者消失,开花植物也会死亡。食物链的变化也是如此。如果一种动物依赖某种特定的植物作为食物,而这种植物灭绝了,除非它能改变饮食,否则这种动物很快也会灭绝。一个很好的例子就是大约11000年前发生在冰河时代末期的大灭绝。小型哺乳动物开始灭绝,可能是因为气候变化和地理的变化。这导致了大型动物的灭绝,比如剑齿虎它们失去了食物来源。

通常,像这样的小变化在世界各地都在发生,导致一些相互关联的物种灭绝。但有时生态系统承受的压力太大,以至于没有多少生命形式能存活下来。接下来,我们来看看世界上最大的几次物种灭绝。

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火山,小行星,酸和大灭绝

火山曾被认为是造成过去物种大灭绝的罪魁祸首。"width=
火山曾被认为是造成过去物种大灭绝的罪魁祸首。
弗兰克Krahmer / Photodisc /盖蒂图片社

这很容易想到物种大灭绝突然间,瞬间摧毁大部分生命的事件地球.事实上,大多数物种大灭绝都发生在数百万年的时间里。由于生态系统受到巨大压力,许多植物、动物和微生物逐渐死亡。这最终导致许多生命形式的灭绝。

在研究这些灭绝物种时,研究人员使用科学分类来观察群体中的生命形式。这些分类是根据生命形式的共同特征来组织的。这些类群从大到小依次为域、界、门、纲、目、科、属和种。研究人员通常研究大规模灭绝是如何影响的家庭而且来确定灭绝的程度。

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研究人员对地球上究竟发生了多少次物种大灭绝持不同意见。然而,大多数人同意有五次主要的大规模灭绝:

  • 奥陶系大灭绝发生在大约4.9亿年前。冰川形成导致海平面下降,导致大约一半的动物家族灭绝。
  • 的原因晚泥盆世灭绝仍在争论中。因此,大约四分之一的海洋科和一半以上的海洋属灭绝了。泥盆纪晚期的大灭绝发生在大约3.6亿年前。
  • 二叠纪-三叠纪大灭绝是有史以来最大规模的大灭绝。近85%的海洋物种和70%的陆地物种灭绝。这次大灭绝发生在2.5亿年前,关于其原因有很多理论。
  • 火山可能的罪魁祸首是end-Triassic灭绝,在2亿年前杀死了大约20%的海洋家族和一半的海洋属。
  • 最著名的物种大灭绝是白垩纪—第三纪事件,也称为K-T事件。这就是导致人类灭亡的大灭绝恐龙六千五百万年前。目前的假设是,一颗小行星撞击了现在的墨西哥海岸,要么导致了K-T事件,要么在很大程度上促成了K-T事件。

在每一次大灭绝中,都有某种类型的事件给世界生态系统带来了极大的压力。大批动物死亡,为新生命腾出空间。每次大灭绝之后,都会有新物种出现。大灭绝的幸存者也很兴旺,他们利用了新的可用空间和资源。正是因为这些物种灭绝,地球上的生命才像今天这样。

然而,地球的这种状态可能不会持续太久。接下来,我们将看看物种灭绝是如何影响当今世界的,以及人类是否是导致第六次大规模物种灭绝的原因。

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灭绝的今天

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在巴西朗多尼亚州,亚马逊雨林的阴燃牧场被清理出来供牛放牧
迈克尔·尼科尔斯摄/国家地理盖蒂图片社

在分析的基础上化石根据记录,研究人员估计,地球上大多数物种的总寿命约为1000万年。这是一个持续的循环,植物、动物和微生物出现在化石记录中,存在了大约1000万年,然后消失。最有可能的是,这是地球上生命的自然状态,不管到底是什么物种活着。

然而,今天的生物灭绝速度比化石记录中的任何时候都要快。正如我们之前讨论过的,背景灭绝率在每年1到5个物种之间。但今天,物种灭绝的速度似乎是当时的100到1000倍[来源:Holsinger]。确切的数字很难确定。没有人知道地球上到底有多少物种。最重要的是,很难或不可能确定一种植物或动物是否已经灭绝。即使经过详尽的调查,研究人员还是宣布一些动物灭绝,只是后来才发现新的标本。

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这些物种灭绝的主要原因并非如此全球变暖酸雨——这是栖息地的丧失.随着人口的增长,地球上越来越多的地方开始工业化,动植物的自然栖息地消失了。当生活在这些栖息地的物种死亡时,生物多样性减少。动植物物种的丧失会导致从食物短缺到土壤质量差的各种问题。微生物的损失也会起到一定的作用。例如,关于二叠纪-三叠纪大灭绝的一种理论是,有益的海洋细菌灭绝了,结果大量繁殖的细菌产生了硫化氢,造成了酸雨。

人类行为也造成了其他生态系统的压力,比如污染,这可能会威胁到物种的灭绝。全球变暖等全球性变化也在物种灭绝中发挥了作用。从理论上讲,解决这些问题可能会减缓物种灭绝的速度,但目前尚不清楚动植物种群需要多长时间才能恢复正常。

不管大规模灭绝是否即将到来,研究人员都认为生物多样性的丧失对生态系统有负面影响。要了解更多关于是否预计在不久的将来会发生大规模灭绝的信息,请阅读我们会很快灭绝吗?如果您想了解更多关于生物多样性、保护和相关主题的信息,请参阅下一页的链接。

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来源

  • Justin S. Brashares报道。“西非哺乳动物灭绝的生态、行为和生活史相关性。”保护生物学。第17卷,no。2003年6月3日。
  • 布莱恩特,彼得J。“生物多样性和保护。”加州大学欧文分校。(2/27/2007) http://darwin.bio.uci.edu/维持/ bio65 Titlpage.htm表% 20 # % 20的内容
  • 罗伯特·R·邓恩。《现代昆虫灭绝,被忽视的大多数》保护生物学。第19卷,no。4.2005年8月。
  • 埃克洛夫,安娜和波·埃本曼。简单和复杂模式群落的物种损失和二次灭绝。动物生态学杂志。卷》75。2006.
  • Holloway,玛格丽特。“当灭绝还没有到来的时候。”《科学美国人》2005年8月8日(2/27/2007) http://www.sciam.com/article.cfm?id=when-extinct-isnt
  • Holsinger,肯特。“生物灭绝的模式。”康涅狄格大学2007年4月9日。(2/27/2007) http://darwin.eeb.uconn.edu/eeb310/lecture-notes/extinctions/extinctions.html
  • Kery,马克。重访研究中植物种群的灭绝率估计:可探测性的重要性。保护生物学。第18卷,no。2.2004年4月。
  • 纽曼,M.E.J.和R.G.帕尔默。灭绝模型:综述圣达菲研究所。http://www.lassp.cornell.edu/newmme/science/ModelsOfExtinction.pdf (2/27/2007)
  • 新星。“大灭绝”。11/2006 (2/27/2007) http://www.pbs.org/wgbh/nova/sciencenow/3318/01.html
  • 里根,海伦M.等人。“货币和灭绝的速度”《美国博物学家》第157卷,no。1.2001年1月。
  • 西格尔,李。“地球历史上最严重的五次灭绝。”Space.com。9/7/2000 (2/27/2007) http://www.space.com/scienceastronomy/planetearth/extinction_sidebar_000907.html
  • 伊利诺伊州立博物馆。“晚更新世灭绝。”(2/27/2007) http://www.museum.state.il.us/exhibits/larson/lp_extinction.html
  • UCMP伯克利。“奥陶系”。(2/27/2007) http://www.ucmp.berkeley.edu/ordovician/ordovician.html
  • 沃德,彼得·道格拉斯。“远方猛犸象的呼唤。”施普林格10/9/1998。(2/27/2007)
  • 沃尔夫,戴安娜E.等人。"通过杂交预测物种灭绝的风险"保护生物学。第15卷,no。4.2001年8月。

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