研究揭示了鱼类的生物多样性引擎不断变化的水深

鱼类是动物王国中生物多样性最丰富的脊椎动物，它给进化生物学家提出了一个难题：在世界热带水域发现了最丰富的物种，但产生新物种最快的鱼类群栖息在高纬度的寒冷气候中。

一项新的研究有助于解释这一悖论。研究人员发现，温带和极地生态系统中鱼类从浅水到深水来回过渡的能力引发了物种多样化。

他们的研究结果发表在2月11日的《自然通讯》杂志上，表明随着气候变化使高纬度地区的海洋变暖，它将阻碍鱼类物种的进化。

“在当今海洋中贡献最多鱼类多样性的鱼类进化枝正在利用水柱和海洋深度，特别是，以实现多样化，”主要作者SarahT.Friedman说，他在G.EvelynHutchinson的博士后助理期间进行了这项研究。耶鲁。

“进入深海的鱼类几乎全部位于高纬度地区，在那里更容易沿着水柱移动。这些地区正在经历由于气候变化导致的最剧烈的变暖，这有可能破坏物种形成，使物种形成更加频繁。鱼很难改变深度。”

弗里德曼现在是美国国家海洋和大气管理局的研究鱼类生物学家，她与耶鲁大学艺术与科学学院生态学和进化生物学助理教授、耶鲁大学皮博迪博物馆脊椎动物学助理馆长玛莎·穆尼奥斯共同撰写了这项研究.

在这项研究中，研究人员分析了全球4,067种鱼类物种出现的现有数据，其中包括物种地理范围和物种形成率的信息。在某种程度上，他们的分析模拟了鱼类谱系在海洋深处过渡的频率。通过列出预期深度变化的分布，研究人员可以比较特定谱系中观察到的转变数量。

他们发现物种丰富的高纬度谱系——鳗鱼、石斑鱼、比目鱼、冰鱼和蜗牛鱼——在水柱中上下移动的频率比预期的要高。与此同时，高度多样化的热带血统，如虾虎鱼和濑鱼，深度变化的频率低于预期。

研究人员说，鱼类进化枝是具有共同祖先的进化谱系，可以沿深度梯度自由散布，可能更有可能利用特定深度的新资源或生态位，并与其群体的其他成员隔离开来。这可能导致反复的局部适应和新物种的进化。

许多变量会影响鱼在不同深度之间移动的能力，包括水温、压力和光线穿透力。Friedman和Muñoz认为，温度在高纬度鱼类进化枝沿水柱过渡的能力中起着重要作用。栖息在较冷水中的鱼类进化枝更容易进入海洋深处，那里的水温急剧下降。相比之下，研究人员表示，生活在温暖浅水区的热带鱼在向深海过渡时面临陡峭的热障。

他们解释说，热带水域现有的高生物多样性可能是很久以前的遗迹，当时较温暖的地区是物种生成的温床，但随着时间的推移，大多数多样化开始发生在靠近地球两极的地方。

但这种位于高纬度地区的生物多样性引擎很容易受到气候变化的影响。Muñoz解释说，由于高纬度地区的水剖面比热带地区均匀得多，因此栖息在其中的鱼类在生理上对这些环境进行了微调。对他们来说，温度变化1度在生理上比对热多面手的生物体更具挑战性。

“随着海洋变暖，生物体可能面临更陡峭的障碍，无法在深度柱上扩散，”Muñoz说。“随着时间的推移，我认为我们会看到这种生物多样化引擎的放缓。”