出生-死亡模型显示了随机的灭绝和物种形成事件是如何产生大规模多样性的。相反地，现代类群倾向于迅速多样化，从而掩盖祖先的形式。因此，现存的生物占据了有史以来所有生物多样性的很大一部分。这提醒人们，当分子钟模型与化石记录信息严重不符时，应该加强对这些数据的审视。
瑞典乌普萨拉大学（Uppsala University）和英国利兹大学（University of Leeds）的研究人员提出了一个关于化石记录多样性模式的新数学模型，为达尔文的“可恶之谜”提供了解决方案，并加强了人类对现代类群起源的理解。相关研究成果发表于《科学进展》杂志中。
化石记录中，许多重要生物类群的起源都是未解之谜。其中最著名的例子之一是开花植物，它被达尔文称为“可恶之谜”——许多现代类群突然出现，而它们可能的祖先数量往往却很少，而且很快就从化石记录中消失了。相反，一旦形成新的类群，它们经常会在很长一段时间内占据主导地位，直到“大灭绝事件”而中断，比如约6600万年前白垩纪末期的大灭绝。
这种模式令人惊讶，而且经常与“分子钟”(利用生物体内分子的标准变化率来估算物种分化的时间)的结果相矛盾。如何解决这一矛盾？我们能从中学到什么？
在这篇论文中，乌普萨拉大学的Graham Budd和利兹大学的Richard Mann提出了一个新的数学模型，该模型基于物种形成和灭绝的“生-死”过程来解释现代类群的起源。出生-死亡模型显示了随机的灭绝和物种形成事件是如何产生大规模多样性的。他们的研究表明，现代类群的祖先通常数量很少，一旦形成了现代类群，祖先就可能很快灭绝。相反地，现代类群倾向于迅速多样化，从而掩盖祖先的形式。因此，现存的生物占据了有史以来所有生物多样性的很大一部分。
这些模式的唯一例外是由“大灭绝”造成的，历史上至少发生过五次大灭绝，这些事件极大程度地推迟了现代物种的起源，延长了祖先形式的存在时间和多样性——恐龙丰富的多样性就是很好的例子。大约6600万年前，白垩纪末期的陨石撞击几乎导致所有的恐龙灭绝，只有小部分幸存下来，并繁衍出1万多种现存鸟类。
这个新模型解释了关于化石记录的诸多疑问，它记录的关于主要类群的起源相对准确。这提醒人们，当分子钟模型与化石记录信息严重不符时，应该加强对这些数据的审视。
原创编译：灯丝 审稿： alone 责编：雷鑫宇
期刊来源：《科学进展》
期刊编号：2375-2548
原文链接：https://phys.org/news/2020-02-mathematical-reveals-major-groups-evolution.html
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