uux.cn/Phillip Sternes/UCR据加州大学河滨分校:数百万年前,在全球变暖的一次戏剧性事件中,我们今天所知的公海顶级捕食者鲨鱼是从短粗的海底生物进化而来的。
大约9300万年前,火山熔岩的大规模喷发导致二氧化碳水平飙升,形成了温室气候,将海洋温度推至最热。
加州大学河滨分校的研究人员发现,一些鲨
【菜科解读】
生活在海洋不同地区的鲨鱼,以及它们各自的胸鳍。
uux.cn/Phillip Sternes/UCR据加州大学河滨分校:数百万年前,在全球变暖的一次戏剧性事件中,我们今天所知的公海顶级捕食者鲨鱼是从短粗的海底生物进化而来的。

大约9300万年前,火山熔岩的大规模喷发导致二氧化碳水平飙升,形成了温室气候,将海洋温度推至最热。
加州大学河滨分校的研究人员发现,一些鲨鱼对高温的反应是胸鳍细长。
发表在《当代生物学》杂志上的一篇论文记录了这一发现。
它是通过对500多种现存和化石鲨鱼的体长和鳍进行测量而制成的。
UCR生物学博士生、论文第一作者Phillip Sternes说:胸鳍是一个关键结构,与我们的手臂相当。
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我们在审查大量数据集时看到,随着鲨鱼将栖息地从海底扩展到公海,这些鳍的形状发生了变化。
较长的胸鳍有助于提高鲨鱼的运动效率。
Sternes说:它们的鳍与商用飞机的翅膀相当,又长又窄,可以最大限度地减少运动所需的能量。
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研究人员还发现,与海底生活的鲨鱼相比,开放水域的鲨鱼生长得更快。
鲨鱼肌肉对温度非常敏感,加州大学学院进化、生态和生物生物学系教授、论文合著者Tim Higham说。
海厄姆说:这些数据帮助我们建立了高温、尾巴运动和游泳速度之间的相关性。
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大多数现存的鲨鱼物种仍然是海底生物,占据了科学家所说的海底区。
这些底栖鲨鱼在流行文化中并不像它们凶猛的开放水域亲属那样庞大。
许多海底生物都是细长、扁平、中等体型的捕食者。
只有大约13%的现代鲨鱼是快速游动的开放水域捕食者。
研究人员认为,对于他们的古代亲属来说,呼吸可能已经变得困难。
白垩纪时期海底附近的氧气水平可能随着热量的增加而下降。
现代海面的平均温度约为华氏68度。

在白垩纪,温度要高得多,平均温度达到83度左右。
白垩纪的高温并不是一夜之间发生的,鲨鱼的进化也不是如此。
克莱蒙特麦肯纳学院副教授、论文合著者拉尔斯·施密茨说:在整个时代,我们的公海表面温度都相当温暖,然后在一两百万年的时间里出现了明显的峰值。
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由于全球变暖推动了包括鲨鱼在内的一些动物群体的进化,也导致了其他动物的灭绝。
由于这些进化变化在过去发生的时间更长,因此很难准确预测鲨鱼或其他海洋生物将如何应对当前的变暖趋势。
生物学家看到一些鲨鱼,包括虎鲨和牛鲨等热带物种,开始向北游。
但目前尚不清楚受威胁的鲨鱼是否能够再次适应它们生活的地方,并在迅速增加的高温下生存下来。
Sternes说:现在气温上升得如此之快,据我所知,地质记录中没有任何东西可以用来进行真正的比较。
这一发现显著低于此前对该时期海水温度的普遍估算,为理解地球早期气候和海洋环境演变提供了关键数据。
研究还揭示了当时海水的氧同位素组成,表明中元古代海洋可能比过去认为的更冷。
1. 研究技术与方法团队采用创新的碳酸盐团簇同位素(Δ47)温度计,直接分析华北克拉通下马岭组的碳酸盐岩样品。
该技术通过测量碳酸盐矿物中13C-18O键的丰度来推算形成温度,避免了传统氧同位素方法受海水成分假设影响的局限性,结果更可靠。
2. 温度争议与意义此前基于氧同位素的研究曾推测元古代海水温度高达50-70C,甚至早期研究推断20亿年前可能达80C。
新结果(26.9C)表明当时气候更温和,挑战了“早期地球长期极端高温”的假说,对理解生命演化(如真核生物扩张)与环境温度的关系至关重要。
3. 更早时期的温度推测2006年法国科学家对硅质岩的研究显示,海水温度从20亿年前开始下降,至8亿年前降至约20C。
但更早期(如太古宙)的温度仍缺乏直接证据,需进一步研究验证。
1. 天文因素地球在宇宙中的运行状态并非一成不变,其轨道参数的周期性变化,即米兰科维奇循环,会改变地球接收太阳辐射的总量和分布。
例如,当地轴倾斜度变小时,高纬度地区的夏季会变得更凉爽,导致冬季积雪无法完全融化,年复一年,冰盖便逐渐扩张。
此外,太阳活动本身也有起伏,当太阳黑子减少,太阳辐射输出减弱,地球整体温度也会随之下降。
2. 地质因素地球自身的“身体构造”变化也至关重要。
大陆板块的漂移会改变海陆格局,如果大陆聚集到极地附近,就为大规模冰盖的形成提供了广阔的“温床”。
冰雪的高反射率又会将更多阳光反射回太空,让地球进一步变冷。
同时,剧烈的火山活动也会成为推手,大规模喷发会将大量火山灰和二氧化硫气体送入高层大气,这些气溶胶像一把“遮阳伞”,长时间阻挡阳光,导致全球气温降低。
3. 大气成分变化地球的“保温外套”——大气层中温室气体的浓度,直接决定了全球温度。
如果大气中的二氧化碳等温室气体浓度因故(如被大量植物吸收)显著降低,温室效应就会减弱,地球保存热量的能力下降,气候便会逐渐转向寒冷。