气候变化可能导致热带浮游生物的毁灭性大迁徙

热带海洋孕育着我们星球上最多样化的浮游生物群落，它们是海洋食物网的基础。然而，令人惊讶的是，由于全球变冷，热带地区现代浮游生物的多样性只是最近才出现的，即在过去800万年内。这是由德克萨斯大学奥斯汀分校的研究人员最近领导的一项研究中发现的。

一个带壳浮游生物的显微镜图像。根据德克萨斯大学奥斯汀分校的研究，像这样的浮游生物种群在过去全球变冷期间在热带地区蓬勃发展，随着气候变暖可能会消失。

这一发现引发了人们对海洋快速变暖对浮游生物分布的潜在影响的关注，因为它们可能被迫迁离热带地区，从而对海洋生态系统造成不利影响。这可能会对金枪鱼等关键经济鱼种以及依赖它们的沿海社区产生不利影响，这项研究最近发表在《自然》杂志上。

研究人员利用微化石来追踪一组被称为有孔虫的浮游生物的历史，发现在地球最后一次如此温暖的时候--就在800万年前全球开始降温之前--热带浮游生物种群生活在距今天2000多英里的水域。过去800万年的自然冷却使浮游生物在热带地区蓬勃发展，但在过去的一个世纪里，气候变化逆转了这种情况。

2023年，Joides Resolution号科学钻探船在希腊的圣托里尼岛附近。船上有任务科学家亚当-伍德豪斯，他是德克萨斯大学地球物理研究所的博士后研究员。他对以前任务中收集的微化石的研究揭示了气候如何影响全球浮游生物的数量。

"地球目前的生物圈是为冰期而进化的，"主要作者、德克萨斯大学地球物理研究所的博士后亚当-伍德豪斯说。"通过突然切换到800万年前的地球，我们不仅仅是杀死了几个物种，我们正在改变整个大气和海洋的化学成分，而没有什么是可以补救的。"

为了进行这项研究，研究人员分析了在55年的科学海洋钻探过程中收集的50万个微化石的数据库--这是同类中最大的一个。每个化石的外壳都告诉人们浮游生物生活的地点和时间，它的栖息地有多深，以及它周围海洋的条件。

科学家们将这些信息分组，并与过去气候变化的地质记录一起进行分析。他们发现，随着800万年前全球开始降温，浮游生物物种被推向了赤道。到了现代，最多样化的浮游生物种群已经转移到了热带地区，而今天的两极地区对于除了少数特殊物种之外的所有物种来说都变得太苛刻了。

研究人员说，随着全球温度和大气中的二氧化碳现在接近800万年前的水平，这些发现表明浮游生物物种可能撤离赤道并向极地移动。对现代浮游生物的其他研究已经记录了这种情况的迹象。研究人员担心，浮游生物种群多样性的丧失可能会引发一连串的灭绝，就像在雨林中看到的伐木和火灾后的灭绝。

哈佛大学网络科学家Anshuman Swain说："现在重要的是确定气候变化对这些物种的影响将如何在整个食物网中级联，"他共同领导这项研究。

在分析数据时，研究人员使用了一种在调查像Twitter这样的社会结构时比较有名的技术来揭示浮游生物进化、栖息地和气候变化之间的深层联系。网络分析最初是为了探索社会学中的社会互动和友谊而开发的，现在正越来越多地被用于生态学和环境科学中，并可能有助于为减轻气候变化的最坏影响提供信息，Swain说。

利兹大学海洋微古生物学副教授Tracy Aze说，然而，采取行动的时间可能已经不多了，他帮助开发了浮游生物数据库，但没有参与当前的研究。根据Aze的说法，今天前所未有的变暖意味着世界现在是在不可预测的时间尺度上运行。

她说："我们已经开始看到许多海洋群体，如鱼类和浮游生物的多样性出现了明显的差异，这一事实意味着我们可能比我们想象的更接近某些温度临界点。"