中新网武汉11月5日电 (记者 马芙蓉)记者5日从中国地质大学(武汉)获悉，该校宋海军团队与法国、德国等国家学者联合完成的一项研究发现，形态复杂的菊石具有更高演化速率，为理解形态复杂度在宏观进化中的作用提供新视角。相关成果于近日发表在国际期刊《Current Biology》。
生物演化速率的快慢是宏观进化中的一个关键问题。地球历史上，生物新生和灭绝速率不仅受气候、地理等环境因素影响，也与生物内在因素有关，比如生物形态特征。
菊石作为一种复杂的海洋动物类群，具有极高演化速率，且其复杂形态的分支往往多样化显著，是研究形态与演化速率关系的理想对象。
此项研究中，宋海军团队利用一种新度量方法——二维壳饰指数，研究了菊石的形态复杂度与新生、灭绝速率的关系，揭示了形态复杂度在菊石进化过程中的作用。
研究发现，相较于光滑或简单形态，具有复杂形态的菊石同时具有更高的新生和灭绝速率。特别是在地质历史时期发生的海洋缺氧事件中，复杂形态的菊石更容易灭绝，表明复杂度在生物演化中可能既是推动力，也是一种负担。
“复杂形态菊石具有较高灭绝率，可能与其高能量需求和生存环境有关。”宋海军认为，复杂形态的菊石需要更多能量来维持其复杂的外壳结构，因此更容易在资源贫乏的环境中灭绝。此外，复杂形态物种在形态分化方面具有更高变异性，从而加快其进化速率，但在极端环境变化下，多样形态也更容易被筛选淘汰遭到灭绝。
据介绍，这项研究不仅探究了生物形态复杂度与演化速率的关系，加深了对地球生命演化规律的认识，也为理解现代生物在气候变化和环境污染压力下的生态策略提供借鉴。(完)
菊石介绍：
菊石最早出现在距今约4亿年的古生代泥盆纪初期，在中生代得到繁盛，广泛分布在世界各地的三叠纪海洋中。因而，它比恐龙的出现早1.7亿年。菊石是由鹦鹉螺演化而来的，属于头足类动物，运动的器官在头部。体外有一个硬壳--这是它自己建造的蜗居，与鹦鹉螺的形状酷似。在头足类的进化过程中，除鹦鹉螺外，其他的种属已不再背负着一个沉甸甸的硬壳，而是轻装前进。 菊石贝壳的形状多种多样，有三角形的、锥形的和旋转形，以旋转形的壳为多。菊石的壳也分前、后、背、腹。菊石壳体的大小差别很大，一般的壳只有几厘米或者几十厘米，最小的仅有1厘米；大的则达到2米。
菊石化石均产于浅海沉积的地层中，并与许多海生生物化石共生。通过对含菊石地层的古地磁、古温度的测定、岩性和岩相分析和对菊石古生态的研究，推测菊石栖居在热带至温带的有一定深度的海域，内中又因壳壁厚薄、壳形和壳表装饰的不同而有不同的生活习性，例如：壳壁较厚和具粗强壳饰的类型是较不活动的类型；壳壁较薄、表面平滑和具尖饼状壳形者是较活动的栖居于较深水体的类型。菊石演化迅速，分布广泛和易于辨认，是划分和对比地层最有效的标准化石。依据菊石在地层中的垂向演变而划分成颇为精细的菊石带。例如在中生代的三叠纪、侏罗纪和白垩纪，每一个纪均可划分出30个以上的菊石带，平均每个菊石带的延续时限在100～200万年之间，在西欧古生代早石炭世晚期赛尔布霍夫期地层划分出30个菊石带，平均每个菊石带延续时限不超过50万年。应用同位素和其他方法测定地层的绝对年龄，还远远不能达到这个精度。在中国古生代和中生代地层中含有各种菊石，特别是广西的早泥盆世菊石群，华南二叠纪菊石，广西、青海和西藏三叠纪菊石和西藏侏罗纪及白垩纪菊石都具有重要的意义。在我国广西、贵州、青海和西藏的海相地层中都有发现菊石化石的记录，特别是在西藏的珠穆朗玛峰地区有大量的菊石化石产出，甚至随手可得。因为在中生代时期，那里是古喜马拉雅海，随着构造运动地壳抬升，海底变为高山，菊石化石也得以显露出来。人们曾经把这种旋卷型外壳上装饰着肋、棱、脊的动物称为“阿蒙神之角(Ammon’s horns)”或“蛇石( snake- stones)”。
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