中美科学家合作发现氧含量或是生物体型控制的重要因素

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IT 之家 5 月 3 日消息，生物演化的模式和动力一直是科学界关注的核心问题。体型（body size）是最直观、最基础的生物演化特征，在很大程度上决定了生物与生活环境之间的相互关系。

体型的演化模式和驱动机制问题，一直是生态学和生物宏演化研究中关注的焦点。然而，目前我们对大部分无脊椎动物类群的体型演化历史的了解非常有限。

为此，中国科学院南京地质古生物研究所 " 地球 - 生命系统早期演化团队 " 孙智新博士在研究员赵方臣和研究员朱茂炎的指导下，与副研究员曾晗及美国国家自然历史博物馆 Douglas H. Erwin 博士合作，对繁盛于古生代海洋的代表性化石类群 —— 三叶虫 — 的体型演化开展了综合研究，提出海洋的含氧量控制三叶虫大小演变的新观点。

三叶虫是繁盛于古生代早期海洋中的代表性动物，其演化快、物种多样性高且体型变化大（2-700 mm），是探索动物体型演化的理想对象。为此，研究团队选择三叶虫作为深入研究古生代早期动物体型演化模式和驱动力的切入点。

为开展这项研究，研究团队测量了来自全球 1091 个三叶虫属的 4732 个成年背壳的体型值，创建了目前数据量最大、时间分辨率最高的全球寒武纪和奥陶纪三叶虫的体型数据库。

在此基础上，团队结合定量分析手段，在平均约 3 个百万年的时间尺度上精细重建了古生代早期三叶虫的体型演化历史，并探讨了内外诱因在塑造三叶虫体型演化中发挥的作用。研究首次揭示出古生代早期三叶虫体型的幕式演化特征。

进一步综合分析表明，三叶虫的体型演化既不符合假设体型持续增大的柯普法则，也不符合强调温度控制的伯格曼法则，而是受到海水含氧量的调控。这一结论进一步强调了氧气在塑造后生动物早期演化中的重要作用。

该成果已于 2025 年 5 月 2 日在线发表于著名学术期刊《科学进展》（Science Advances）上（IT 之家附论文地址：https://doi.org/10.1126/sciadv.adt7572.）。