體型是最直觀、最基礎(chǔ)的生物演化特征之一，很大程度上決定了生物與生活環(huán)境之間的相互關(guān)系。因此，生物體型的演化模式和驅(qū)動(dòng)機(jī)制一直是生態(tài)學(xué)和生物宏演化研究中的熱點(diǎn)問(wèn)題。但已有研究大多針對(duì)脊椎動(dòng)物展開(kāi)，目前學(xué)界對(duì)古生代早期海洋無(wú)脊椎動(dòng)物類(lèi)群的體型演化歷史了解有限。

三葉蟲(chóng)是繁盛于古生代早期海洋中的代表性動(dòng)物，具有演化快、物種多樣性高以及體型變化大等特點(diǎn)，是探索動(dòng)物體型演化的理想對(duì)象。近日，中國(guó)科學(xué)院南京地質(zhì)古生物研究所研究員趙方臣、朱茂炎團(tuán)隊(duì)聯(lián)合美國(guó)國(guó)家自然歷史博物館科研人員，以三葉蟲(chóng)為研究古生代早期動(dòng)物體型演化模式和驅(qū)動(dòng)力的切入點(diǎn)，對(duì)其體型演化開(kāi)展了綜合研究，并提出海洋的含氧量控制三葉蟲(chóng)大小演變的新觀點(diǎn)。

該團(tuán)隊(duì)測(cè)量了全球1091個(gè)三葉蟲(chóng)屬的4732個(gè)成年背殼的體型值，創(chuàng)建了目前數(shù)據(jù)量最大、時(shí)間分辨率最高的全球寒武紀(jì)和奧陶紀(jì)三葉蟲(chóng)的體型數(shù)據(jù)庫(kù)。在此基礎(chǔ)上，研究結(jié)合定量分析方法，在平均約3個(gè)百萬(wàn)年的時(shí)間尺度上重建了古生代早期三葉蟲(chóng)的體型演化歷史，探討了內(nèi)外誘因在塑造三葉蟲(chóng)體型演化中發(fā)揮的作用，揭示了出古生代早期三葉蟲(chóng)體型的幕式演化特征。研究表明，三葉蟲(chóng)的體型演化不符合假設(shè)體型持續(xù)增大的柯普法則與強(qiáng)調(diào)溫度控制的伯格曼法則，而是受到海水含氧量的調(diào)控。這一結(jié)論強(qiáng)調(diào)了氧氣在塑造后生動(dòng)物早期演化中的重要作用。

相關(guān)研究成果發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》（Science Advances）上。研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)、科學(xué)技術(shù)部等的支持。

來(lái)源： 南京地質(zhì)古生物研究所