科学家们可能已经破解了物种的“衰老过程”

堪萨斯大学的研究表明，物种的年龄与其灭绝风险之间的关系可以通过一种被称为“生物多样性中性理论”的生态模型来准确预测。

　　

堪萨斯大学的一项新研究可能会解开物种“衰老过程”中的一个谜团——或者，一个物种出现后，它灭绝的风险是如何变化的。

多年来，进化生物学家认为，在避免灭绝方面，较老的物种与较年轻的物种相比没有任何真正的优势——研究人员将这种观点称为“红皇后理论”。

该研究的主要作者、堪萨斯大学生态与进化生物学系博士后詹姆斯·索尔斯伯里说:“红皇后理论认为，物种必须不停地奔跑才能保持静止，就像刘易斯·卡罗尔的书《爱丽丝镜中奇遇》中的人物一样。”“这个想法在20世纪70年代变成了一种生态理论，试图解释一种观察结果，即灭绝风险似乎并没有随着物种的寿命而改变。”

然而，这些年对这一理论并不友好。

索尔斯伯里说:“在对这一现象的最早调查中，所有年龄段的物种似乎都以大约相同的速度灭绝，也许只是因为当时可用的证据相对粗糙。”“在红皇后模型下，这是有道理的，在这个模型中，物种不断地与其他物种竞争，而其他物种也在适应它们。”

但随着越来越多的数据被收集起来，并以更复杂的方式进行分析，科学家们越来越多地发现了对红皇后理论的反驳。

索尔斯伯里说:“科学家们不断发现，年轻物种尤其面临灭绝的危险。”“所以我们有一个理论真空——一堆异常观察，没有统一的理解它们的方法。”

但现在，索尔斯伯里领导的一项研究发表在《美国国家科学院院刊》上，可能会解开这个谜团。索尔斯伯里和他的合著者表明，物种的年龄与其灭绝风险之间的关系可以通过一种称为“生物多样性中性理论”的生态模型准确预测。

中性理论是生态上相似的物种争夺有限资源的一个简单模型，其中每个物种的结果或多或少是随机的。

在该理论中，“物种要么灭绝，要么从最初的小种群规模扩大到不那么容易灭绝，但它们总是容易被竞争对手取代，”根据PNAS论文的一篇摘要。通过将这一理论扩展到对化石记录的预测，索尔斯伯里和同事们发现，中性理论“以惊人的准确性预测了浮游动物化石的存活率，并更普遍地解释了与红皇后预测的经验偏差。”

索尔斯伯里的合作者是多伦多大学的C. Tomomi parines - fukuchi，牛津大学和亚利桑那大学的Connor Wilson，奥斯陆大学的Trond Reitan和Lee Hsiang Liow。

虽然中性理论似乎为红皇后理论画上了句号，但堪萨斯大学的研究人员表示，红皇后仍然有价值。主要是，它提出了一个仍然有效的观点，即物种为了有限的资源在零和游戏中相互竞争，总是为了在大自然的蛋糕中分得更大的一块而战。

索尔斯伯里说:“红皇后理论在进化生物界一直是一个引人注目的重要观点，但来自化石记录的数据似乎不再支持这一理论。”“但我不认为我们的论文真的反驳了这个观点，因为事实上，红皇后理论和中性理论在很大程度上是非常相似的。它们都展示了一幅灭绝的图景，这是物种之间争夺资源的竞争以及生物相互作用导致的群落不断更替的结果。”

最终，这些发现不仅有助于理解塑造自然世界的力量，而且可能与保护工作相关，因为物种面临全球气候变化和栖息地丧失的威胁越来越大。

“是什么让一个物种容易灭绝?”Saulsbury问道。“人们有兴趣从化石记录中了解它是否能告诉我们任何有助于保护物种的事情。我们研究的悲观一面是，在某些生态环境中，物种的命运并没有太多的可预测性;我们对物种灭绝的预测是有限的。在某种程度上，灭绝将由看似随机的力量——历史的偶然事件——决定。这在古生物学研究中得到了一些支持。”

他说，人们一直在努力了解化石记录中灭绝的预测因素，但到目前为止还没有出现很多概括性的结论。

索尔斯伯里说:“没有什么特质能让你永生或者不容易灭绝。”“但我们研究的乐观一面是，整个社区的灭绝模式都是可以预测和理解的。我们可以很好地掌握生物群的特征，比如物种的灭绝风险是如何随着年龄的增长而变化的。即使单个物种的命运很难预测，但整个群落的命运是可以理解的。”

索尔斯伯里补充了一个警告:对于灭绝的中性解释在生命之树的不同部分有多广泛，还有待观察。

“我们的研究也在几百万年的地质时间尺度上进行，”他说。“在我们自己的有生之年，事情可能看起来非常不同。”