这项于7月4日在《自然》杂志上发表的新研究表明，在过去的几百万年里，冷水和极地海洋鱼类形成新物种的速度是热带鱼类的两倍。
“这些发现既令人惊讶又自相矛盾，”密歇根大学进化生物学家丹尼尔·拉布斯基说，他是这项研究的主要作者。许多假说解释了极端的热带多样性是物种快速形成的结果，但从未在鱼类中进行过实验。
“我们的结果与我们的直觉相悖，也出乎我们的意料，因为我们发现物种的形成实际上是在物种丰富度最低的地理区域中最快的。”
作者承认他们不能完全解释他们的结果，这与热带作为海洋鱼类多样性的进化摇篮的观点是不一致的。这一发现也引发了人们的疑问，即该研究小组所记录的迅速的冷海物种形成，是否反映了那里海洋生物多样性最近正在不断扩大。
常识表明，高速率的新物种形成将最终导致令人印象深刻的生物多样性水平。但这取决于有多少新形成的物种存活下来，有多少物种灭绝。而灭绝率不能通过目前研究中使用的方法来解决。
“你在一个地区发现的物种数量在很大程度上是新物种形成的速度和物种灭绝的速度之间的平衡，”拉博斯基说。在我们所记录的寒冷的高纬度海洋中，鱼类的快速形成只会导致物种多样性的增加，如果它通常高于灭绝的话。
“灭绝是这个谜中缺失的部分，但它是最难理解的。”我们现在正在使用化石和新的统计工具，试图弄清楚物种灭绝在极地和热带地区可能发生了什么。
在这项研究中，来自8个机构的拉博斯基和他的同事通过考察纬度、物种丰富度与海洋鱼类中新物种形成率之间的关系，验证了人们普遍认为在热带地区物种形成率最快的假设。他们组装了一棵时间校准的进化树，包括所有31526种有鳍的鱼类，然后将分析重点放在全球的海洋物种上。
在研究中分析的鱼类中，超过三分之一的物种都有遗传数据，进化树是通过139个化石分类群的数据库进行时间校准的。
进化树，也被称为系统发生树，是一个分支图，显示了各种物种之间推断的进化关系。根据拉博斯基的说法，为这个项目组装的这棵树是有史以来为任何一群动物所创造的最大的时间刻度系统发育树之一。
研究人员估计了大多数海洋鱼类的地理范围，包括所有拥有遗传数据的物种。然后他们使用复杂的数学和统计模型来估计不同种类的鱼类分裂成新物种的速度。
“分析这类数据的计算挑战是相当极端的，”研究合著者、加州大学洛杉矶分校的进化生物学家迈克尔·阿尔法罗(Michael Alfaro)说。他说，研究中的分析要求数千台台式电脑连续运行数月。
在南极冰鱼和它们的亲戚中出现了一些速度最快的新物种。其他具有极高物种形成率的温带和极地类群包括蜗牛、鳗鱼和石斑鱼。
与珊瑚礁相关的最大的三种鱼类——水螅类、脂鲤类和虾虎鱼——的物种形成率较低至中等。
“事实上,珊瑚礁鱼类支持许多比极地尽管这些低利率可能与他们有很多历史悠久的连通性和行动能力的聚集地,”合著者彼得说澳大利亚研究理事会的牧场主人珊瑚礁研究卓越中心和耶鲁大学的前面。“我们的研究确实从新的角度描绘了珊瑚礁的多样性。”
“谁会想到你会这些炸药的物种形成发生在最冷的南极海域,那里的水是在冰点和鱼像银鱼有各种各样的真正疯狂的适应这里的生活,喜欢特别抗冻蛋白血液中防止冻结,“Rabosky说。
网友评论