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進化学:4000万年を超える時間スケールでは、気候より生物過程が生物多様性に影響を与える

Nature 607, 7918 doi: 10.1038/s41586-022-04867-y

地球上の生命の多様性は、さまざまな時間スケールにわたって相互作用する階層的な過程によって制御されている。今回我々は、時間スケールが100万年以上のメガ気候レジームについて検討した。我々は、「不定性」で確率論的な地球システム過程(「宮廷道化師」レジーム)と、大進化速度の変動の多様性依存を誘導する、生物的相互作用による安定化(「赤の女王」レジーム)のドメインの画定に焦点を合わせた。最先端のマルチスケールのHaar変動解析およびcross-Haar変動解析を用いて、絶滅速度(E)、出現速度(O)、多様性(D)に関する、顕生代海生動物の全球的な属レベルの古生物学的データベース(Paleobiology Database)の記録を、古海水温(T)と共に分析した。その結果、数百万年から数億年の観測範囲全体にわたり、TEOの変動が時間スケーリング挙動を示すことが明らかになった。メガ気候は正のスケーリング指数によって特徴付けられ、これはすなわち、見かけ上不安定である。EOもスケーリングを示すが、その指数は負であり、これは生物を介した安定的な挙動を意味する。Dに関しては、臨界時間スケールΔttrans ≈ 4000万年で交差する2つのレジームが存在した。Dは、より短い時間スケールではメガ気候の古海水温とほぼ同じ正のスケーリングを示したが、より長い時間スケールでは大進化速度のスケーリングに従っていた。少なくともΔttransの時間スケールでは、EOに多様性依存の開始点があり、それはおそらく地理的分散による生物相の混合および同期(グローバル化)によって可能になる(「地理的な赤の女王(Geo-Red Queen)」レジーム)と考えられる。

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