體形是最直觀、最基礎的生物演化特征之一，很大程度上決定了生物與生活環(huán)境之間的相互關系。因此，生物體形的演化模式和驅動機制一直是生態(tài)學和生物宏演化研究中的熱點問題。但已有研究大多針對脊椎動物展開，目前學界對古生代早期海洋無脊椎動物類群的體形演化歷史了解有限。
三葉蟲是繁盛于古生代早期海洋中的代表性動物，具有演化快、物種多樣性高以及體形變化大等特點，是探索動物體形演化的理想對象。近日，中國科學院南京地質古生物研究所研究員趙方臣、朱茂炎團隊聯(lián)合美國國家自然歷史博物館科研人員，以三葉蟲為研究古生代早期動物體形演化模式和驅動力的切入點，對其體形演化開展了綜合研究，并提出海洋的含氧量控制三葉蟲大小演變的新觀點。
該團隊測量了全球1091個三葉蟲屬的4732個成年背殼的體型值，創(chuàng)建了目前數(shù)據(jù)量最大、時間分辨率最高的全球寒武紀和奧陶紀三葉蟲的體型數(shù)據(jù)庫。在此基礎上，研究結合定量分析方法，在平均約3個百萬年的時間尺度上重建了古生代早期三葉蟲的體形演化歷史，探討了內外誘因在塑造三葉蟲體形演化中發(fā)揮的作用，揭示了出古生代早期三葉蟲體形的幕式演化特征。研究表明，三葉蟲的體形演化不符合假設體形持續(xù)增大的柯普法則與強調溫度控制的伯格曼法則，而是受到海水含氧量的調控。這一結論強調了氧氣在塑造后生動物早期演化中的重要作用。
相關研究成果發(fā)表在《科學進展》（Science Advances）上。研究工作得到國家自然科學基金委員會、科學技術部等的支持。
古生代早期寒武紀與奧陶紀全球三葉蟲體形的演化模式
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