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地球軌道的波動會影響進化

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當我們的活方舟圍繞太陽旋轉時,它的電流循環是相當圓形的。 但是地球的軌道並沒有你想像的那麼穩定。 每 405 萬年,我們星球的軌道就會延伸,橢圓度增加 5%,然後返回到更均勻的軌道。 這個循環稱為 軌道偏心率,導致全球氣候的變化,但它究竟如何影響地球上的生命尚不清楚。 現在,新的證據表明地球軌道的波動可能會影響生物進化。

由法國國家科學研究中心 (CNRS) 的古海洋學家 Luc Beaufort 領導的一組科學家發現,軌道離心率有利於新物種的進化爆發,至少在光合浮游生物(浮游植物)中是這樣。 球石藻是一種微小的、以陽光為食的藻類,它們在柔軟的單細胞體周圍形成石灰岩板。 這些稱為球石的石灰岩殼在化石記錄中極為常見,大約在 215 億年前首次出現在上三疊紀。 這些海洋漂流者數量如此之多,以至於它們對地球的營養循環做出了巨大貢獻,因此改變它們存在的力量會影響我們星球的系統。

也很有趣:

Beaufort 和他的同事使用具有人工智能的自動顯微鏡,測量了印度洋和太平洋 9 萬年進化過程中的 2,8 萬顆球石。 使用年代久遠的海洋沉積岩樣本,他們能夠 得到 令人難以置信的詳細分辨率 - 大約 2 年。 研究人員能夠使用球石大小範圍來估計物種的數量,因為之前的遺傳研究已經證實,Noelaerhabdaceae 中不同種類的球石藻可以通過細胞大小來區分。

地球軌道的波動會影響進化

他們發現,球粒石的平均長度遵循一個規律的周期,對應於 405 年的軌道偏心率週期。 最大的平均球粒大小出現在最大偏心率之後有輕微的時間延遲。 無論地球是處於冰河期還是間冰期,這種情況都會發生。

“在現代海洋中,熱帶地區的浮游植物多樣性最大,這可能是由於高溫和穩定的條件,而由於強烈的季節性溫度差異,中緯度地區的物種季節性更新最高,”Beaufort 及其同事在他們的工作中解釋道

他們發現在他們檢查的所有大時間尺度上都出現了同樣的模式。 隨著地球的軌道變得更加橢圓,赤道周圍的季節變得更加明顯。 這些多樣化的條件促使球石藻多樣化並產生更多的物種。 該團隊發現的最後一個進化階段開始於大約 550 年前 - 一個輻射事件,在此期間出現了新的 Gephyrocapsa 物種。 Beaufort 和他的同事使用來自現存物種的遺傳數據證實了這種解釋。 使用來自兩個海洋的數據,他們還能夠區分本地和全球事件。

此外,通過計算沉積物樣本中的質量積累速率,研究人員發現了形態不同的物種對地球碳循環的潛在影響,他們可以藉助光合作用和石灰石 (CaCO3) 殼的產生來調節碳循環。

地球軌道的波動會影響進化
不同時期球石大小的變化:中新世(左)、更新世(右)。

鑑於這些發現和其他支持性研究,Beaufort 及其同事認為,軌道離心率與氣候變化之間的滯後可能表明“球石藻可能正在驅動而不是簡單地響應碳循環的變化”。

換句話說,這些微生物,連同其他浮游植物,可能對地球的氣候變化做出貢獻,以應對這些軌道事件。 但需要進一步的工作來證實這一點。

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