灭绝如何工作

经过:特雷西·威尔逊(Tracy V. Wilson)

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卡罗来纳州长尾小鹦鹉,现在已经灭绝了。
约翰·詹姆斯·奥杜邦(John James Audubon)/布里奇曼艺术图书馆/盖蒂图像

如果您将鹦鹉视为生活在热带丛林中的鸟类,那么您可能会惊讶地发现美国曾经拥有自己的本地鹦鹉。卡罗来纳长尾小鹦鹉一直生活在美国东南部,直到20世纪初。这些鲜艳的嘈杂的鸟是令人讨厌的。他们吃了水果,蔬菜和谷物,并以大而嘈杂的农作物鸡群旅行。这使他们成为猎人最喜欢的目标,他们想保护食物提供和出售鸟类生动的羽毛。如果您今天想看看卡罗来纳州长尾小鹦鹉,则必须在插图或塞满的博物馆展示中寻找它 - 它已经完全由于狩猎和栖息地而完全消失了,并被宣布灭绝1939年。

在北美海岸的欧洲定居者涌入与卡罗来纳州长尾小鹦鹉的灭绝之间,几百年来过去了。但是,并非所有现代灭绝都如此缓慢。北极探险家首先记下了Stellar的海牛,该海牛在1741年在1741年看起来像是一个皱纹的大型海牛。到1768年,不到30年后,过度的狩猎导致了海牛的灭绝。

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自从人类开始保留记录以来,这些只是两种生命形式。但是今天的研究表明,这些灭绝可能是一个更大趋势的一部分 - 人为引起的大规模灭绝,可能与史前事件相抗衡,摧毁了大多数生命地球。其中最著名的是大规模灭绝,杀死了恐龙,尽管其他事件更具毁灭性。

无论它们是大还是小,灭绝改变了世界。尽管灭绝本身都是关于变革的,但灭绝的研究都是关于不确定性的。生命可能灭绝的任何东西,但是科学家如何知道何时发生?如何弄清楚有多快物种正在消失当没有人真正知道一开始地球上有多少种物种时?本文将深入研究物种消失时发生的事情,从恐龙到渡渡鸟,并探讨有关新生命如何源于广泛灭绝的问题。

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灭绝基础知识

虽然小行星碰撞可能至少落后于一个重大的巨大灭绝,但大多数灭绝发生在较小的规模上。“width=
虽然小行星碰撞可能至少落后于一个重大的巨大灭绝,但大多数灭绝发生在较小的规模上。
Kauko Helavuo/图像库/盖蒂图像

很容易将灭绝视为一个巨大的戏剧性事件,是小行星碰撞或新的侵略性物种的入侵。但是,即使没有自然灾害或广泛的屠杀,灭绝也会发生。研究人员估计,有1到40亿种居住地球在其历史中。除了大约5000万,今天所有的东西都消失了。在大规模灭绝期间,数十亿个灭绝的生命形式中只有不到三分之一[来源:新人]。

其余的是正在进行的过程的一部分。他们是其中的一部分灭绝的背景率,或数百万年内发生的平均灭绝数量。根据科学家的估计,灭绝的背景速率每年在一到五个物种之间[来源:病房]。

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您会注意到这些都是平均值和近似值。这不仅是因为它们涉及大量和长时间的跨度。这些数字是近似的,因为几个不可避免的困难是研究灭绝的一部分:

  • 只有一小部分生活在地球上的物种出现在化石记录,或所有发现和分析的化石在地球上。这意味着您不能艰苦地计算所有已知的化石,并期望对生活的物种数量有一个好了解。
  • 化石仅在非常具体的条件下发生。物种的最后一个成员在死亡时会变成化石,这是极不可能的。因此,物种通常在化石记录中消失在地球上 - 有时是数百万年前。
  • 化石记录不是地球上发生的事情的线性时间表。取而代之的是,它是一系列岩石层,这些岩石层占据了地球历史不同时期的化石。
  • 没有人确切知道今天地球上有多少种物种,很难确切地分辨出某个物种是否死亡。

由于所有这些,大量的灭绝研究似乎与数学有关,而不是与真实的生物有关。研究人员使用已知化石的数量来估计存在的物种数量。他们使用称为的估计值置信区间分析特定物种在特定时间灭绝的可能性。他们使用方程式和算法来试图弥补可用数据中的孔,并准确预测物种如何,何时以及为什么灭绝的孔。

研究人员还可以将数学分析应用于当今还活着的植物,动物和微观生物。例如,使用数学,研究人员可以估计地球上有多少特定动植物或动物还活着。数学还可以帮助研究人员找出一个物种最低可行人口,或者,即使剩下一些,它肯定会灭绝的点。所有这些数学工作都可以帮助科学家弄清楚一个物种是否濒临灭绝以及如何帮助保护它。

但是灭绝并不全部与数学有关。在接下来的两个部分中,我们将研究大小规模上灭绝的实际方面。您会发现世界上最毁灭性的巨大灭绝。您还将了解为什么蝴蝶,无论它是否可以通过其翅膀拍打造成风暴,如果它消失了,都会导致许多其他物种的灭绝。

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物种的灭绝

卵形是一种拉撒路。科学家认为它已灭绝了数百万年前,但生物标本在1938年重新出现。“width=
Coelacanth是一种拉撒路。科学家认为它已灭绝了数百万年前,但生物标本在1938年重新出现。
彼得·斯卡(Peter Scoones)/出租车/盖蒂图像

每隔一段时间,一个没有灭绝的物种将从化石记录。有时,这是因为生命形式有进化变成一个新物种 - 这被称为伪XTINCTION。生命形式也可以从化石记录中消失,然后再出现。这些拉撒路可能在人口下降了,或者他们可能没有在导致化石的条件下死亡。

但是在大多数情况下,当一个物种从化石记录中消失时或今天地球的表面消失时,这是因为它正在灭绝。通常,这些小规模的灭绝发生了,因为生命形成的环境中发生了某种变化。尽管有些物种可以适应变化,而另一些物种则死亡,如果足够死亡,该物种就会灭绝。这些是特定物种灭绝的一些最大因素:

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  • 栖息地的丧失
  • 与新物种竞争
  • 人类狩猎
  • 环境中的污染物,例如农药

损失一种物种也可能导致许多其他物种的丧失。例如,开花植物依靠传粉媒介,例如蜜蜂和蝴蝶,繁殖。如果传粉媒介消失,开花植物也可能​​死亡。食物链的变化也是如此。如果动物依靠特定的植物来供食物,该植物灭绝了,则该动物将很快随之而来,除非它能够改变饮食。一个很好的例子是大约11,000年前最后一个冰河时代结束时发生的灭绝。小型哺乳动物开始灭绝,这可能是由于气候变化和地理变化。这导致了大型动物的灭绝剑齿猫,失去了他们的食物来源。

通常,这种这种变化几乎没有发生在世界各地,导致了一些相互关联的物种的灭绝。但是有时,对生态系统的压力是如此之大,以至于没有太多的生命形式生存。接下来,我们将研究世界上一些最大的灭绝。

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火山,小行星,酸和质量灭绝

火山已被指责为过去的大规模灭绝。“width=
火山已被指责为过去的大规模灭绝。
弗兰克·克拉默/光载盘/盖蒂图像

很容易想到大规模灭绝作为突然的事件,立即破坏了大多数生命地球。实际上,大多数大规模灭绝发生在数百万年的时间里。由于生态系统的巨大压力,许多植物,动物和微观生物逐渐死亡。这最终导致了许多生命形式的灭绝。

在研究这些灭绝时,研究人员使用科学分类来研究群体中的生命形式。这些分类根据它们的共同特征组织生活形式。从最大到最小,这些群体是域,王国,门,阶级,秩序,家庭,属和物种。研究人员通常会检查大规模灭绝如何影响家庭确定灭绝的程度。

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研究人员不同意确切的大规模灭绝袭击了地球。但是,大多数人都同意,已经有五个主要的大规模灭绝:

  • 奥陶纪人灭绝发生于大约4.9亿年前。冰川地层导致海平面下降,这导致大约一半动物家庭的灭绝。
  • 原因泥盆纪晚期灭绝仍在争论中。因此,大约四分之一的海洋家庭和一半以上的海洋属被灭绝。泥盆纪晚期的灭绝发生在大约36000万年前。
  • 二叠纪三叠纪灭绝是所有最大的巨大灭绝。近85%的海洋属和所有土地物种中有70%灭绝。这种灭绝发生在2500万年前,关于其原因有许多理论。
  • 火山是可能的罪魁祸首最终思考灭绝,约有20%的海洋家庭和一半的海洋属灭绝。
  • 最著名的巨大灭绝是白垩纪 - 特里活动,也称为K-T活动。这是导致结束的灭绝恐龙6500万年前。目前的假设是,现在墨西哥造成或对K-T事件造成或贡献的小行星影响了海岸。

在这些大规模灭绝的每一个中,某种类型的事件给世界的生态系统带来了极大的压力。大量动物死亡,为新生活腾出了空间。每次大规模灭绝后,出现了新物种。灭绝的幸存者也利用了新的房间和资源。正是由于这些灭绝,地球上的生命看起来像今天。

但是,地球可能不会很长。接下来,我们将研究灭绝如何影响当今世界,以及人类是否是第六大批量灭绝的原因。

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今天灭绝

闷烧的牧场为巴西朗多尼亚州亚马逊雨林的牛清除“width=
闷烧的牧场为巴西朗多尼亚州亚马逊雨林的牛清除
迈克尔·尼科尔斯(Michael Nichols)/国家地理/盖蒂图像

基于分析化石记录,研究人员估计地球上的大多数物种的总体寿命约为1000万年。这是化石记录中出现的植物,动物和微观生物的持续循环,持续了大约一千万年,并且消失了。最有可能的是地球上生命的自然状态,无论其确切的物种还活着。

但是,今天的现场表格比化石记录中的任何时候都快得多。正如我们之前讨论的那样,灭绝的背景速率每年在一到五个物种之间。但是今天,灭绝率似乎比[来源:霍尔辛格]大的100到1000倍。确切的数字很难固定。没有人确切知道今天地球上有多少种物种。最重要的是,难以确定动植物是否已经消失了。即使经过详尽的搜索,研究人员也宣布了一些动物灭绝的动物,但以后才能找到新标本。

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这些灭绝的主要原因不是全球暖化或者酸雨- 它是栖息地的丧失。随着人口的成长,越来越多的地球变得工业化,动植物的自然栖息地消失了。随着生活在这些栖息地中的物种死亡,生物多样性减少。植物和动物物种的丧失会导致从食物短缺到土壤质量差的一切。微观生物的丧失也可以发挥作用。例如,关于二叠纪三叠纪灭绝的一种理论是,有用的海洋细菌灭绝了,因此蓬勃发展的细菌产生了硫化氢并导致酸雨。

人类的行为还引起其他生态系统应力,例如污染,可能威胁物种灭绝。全球变化(例如全球变暖)也在灭绝中发挥作用。从理论上讲,解决这些问题可能会减慢灭绝率,但目前尚不清楚动物和植物种群恢复正常的时间可能需要多长时间。

无论大规模灭绝是否迫在眉睫,研究人员都同意生物多样性的丧失对生态系统产生负面影响。要了解有关是否期望在不久的将来发生大规模灭绝的更多信息,请阅读我们会很快灭绝吗?如果您想进一步了解生物多样性,保护和相关主题,请参见下一页上的链接。

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来源

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  • 科比,彼得·J。“生物多样性与保护”。加利福尼亚大学尔湾。(2007年2月27日)
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