在現今的生態系中，增減任何一種捕食者皆可能對獵物數量產生劇烈影響。科學家首次從化石記錄中發現這種族群動態學現象，一切歸因於3億6千萬年前的大滅絕當中海洋生物銳減。
根據5/1發行的《美國國家科學院學報 (Proceedings of the National Academy of Sciences)》其中一篇論文，芝加哥大學、西維吉尼亞大學與俄亥俄州立大學的學者發現泥盆紀末大滅絕產生了「自然實驗」的化石記錄，結果反映出現今的捕食者－獵物關係。
Lauren Sallan表示：「這是第一次在化石紀錄上看到捕食者與獵物間明確、長期的交互作用。讓我們更加了解大滅絕後的復甦狀況，特別是這場大滅絕涉及許多肉食動物。」Sallan博士畢業於芝加哥大學，也是本論文的第一作者。
泥盆紀大約在4.16~3.59億年前，當時是魚類的時代，發展出極為多樣化的海洋脊椎動物物種，而這片榮景在泥盆紀末大滅絕後終止，這個起因不明的大滅絕也間接促成現今生物多樣性的風貌。
在泥盆紀末大滅絕之後，部分物種存活下來。根據化石紀錄顯示，接下來的1千5百萬年裡，居主導地位的生物為海百合，它們與現生海百合很類似，也是海星的近親。這些海洋生物是如此豐富而多樣，因此那時被稱為海百合時代；那個年代的所有石灰岩礦床皆由海百合化石形成。
論文共同作者、西維吉尼亞大學的Thomas Kammer博士表示：「多年來我們感到十分困惑，為何海百合有那麼多種類與數量，應該存在著某些基礎進化或生態上的理由。」
研究人員思索，水溫或深度等環境因素的改變或許能夠解釋海百合大爆發的現象。Kammer博士說道，捕食者改變的假設也有人提出，但這點很難運用化石來證明。
「嘴裡正好咬著海百合的魚類化石並不多見。」Kammer博士表示。
在多所機構合作並分享資料庫之後，謎題解開了。Kammer博士與俄亥俄州立大學教授、同時也是論文共同作者William Ausich博士一起建立的海百合多樣化的化石資料庫，拿來和Sallan博士建立的脊椎動物數據集做對照。這些數據集並陳分析之後，出現了明確的關係。
當泥盆紀魚類蓬勃興盛時，雖然環境也適合海百合，但物種多樣性與數量仍維持低點。不過，泥盆紀末大滅絕毀滅魚類物種之後，海百合開始蓬勃發展，種類變多而且數量倍增。資料顯示大滅絕對於生態系統的連鎖反應可能持續數百萬年。
Ausich博士說：「這項研究提供明確的例證，證明在演化進程當中，生態時間(ecological time)裡運作的捕食者與獵物關係在演化時間(evolutionary time)上非常重要。這意味著現今所發生的生態模式與進程可能是長期的演化結果。雖然這項概念起初並不特別令人驚訝，但某些大師級的演化生物學者一直認為這是不可能的。」
最後，海百合的勝利也走向終結。當魚類物種又恢復至先前的水平，海百合的數量也隨之下降，這也為生態動力學裡典型的Lotka-Volterra捕食者－獵物模式提供進一步的證據。
化石甚至還暗示了一點，長期居於優勢使得海百合面臨新捕食策略時特別脆弱。在泥盆紀，海百合演化出堅硬的外殼，以防止魚類用銳利的牙齒「剪斷」它們。但是，當大滅絕發生經過1千5百萬年後，魚類數量恢復，並出現可以使用牙齒「碾碎」海百合的物種，突破海百合的防禦。
研究者們提到，這些曾經有用的防禦方式變得過時，是種「遺產型適應作用」。Sallan博士說：「缺乏捕食者與獵物間的軍備競賽，某一物種所承襲的防禦方式就會顯得落伍。」
「完全缺乏捕食者壓力，使得海百合興盛，但它們保留了這種防禦方式，簡直像是擺脫不了。當新型態的捕食者出現後，它們可以直接粉碎海百合。泥盆紀的海百合鎧甲不適合抵禦這種攻擊，但也沒有其他可行的防禦措施了。」
留言列表
