为什么从赤道到两极物种越来越少？

美国文蛤(左)来自佛罗里达群岛，是一种热带物种，壳上有长刺，可以抵御捕食者。北极蛤蜊(右)只出现在寒冷的水域，如缅因湾。|图片来源:凯蒂·柯林斯

在我们的地球上，奇异的生命无处不在:在日本的海岸上，腿超过3米的螃蟹正在疾走；在北美东部，有夜间发光的蘑菇。还有蝴蝶喝亚马逊泥龟的眼泪。

然而，在自然界中，有一个至高无上的法则，即在热带地区有许多不同的物种，但是随着它向两极移动，数量将急剧下降。芝加哥大学的大卫·贾布隆斯基教授是研究物种灭绝和生物多样性的著名学者。他说这条法律适用于几乎所有种类的生命和所有环境。然而，这背后的原因仍然是激烈争论的焦点:“这是一个可以追溯到达尔文的基本问题。”

雅布隆斯基的目标是理解生物多样性，这是一个非常有趣的话题，比如物种将如何适应气候变化。

杰布隆斯基对软体动物的研究塑造了这个领域。一般来说，这些科学家研究的课题要么是针对物种的形式(生物体的身体形式)，要么是针对它们的功能(生物体的生活方式)。例如，蛤壳可以是多刺的或光滑的。它可以以沿海沉没的圆木为食，也可以以过滤滩涂上的浮游生物为食。每一种不同的研究角度都能让我们获得一些关于进化、生态位和生物多样性格局的不同信息。然而，每种方法都非常复杂，所以很少有人一起研究它们。雅布隆斯基认为，这两种观点应该结合起来，或许可以产生重要的见解。

最近，他的实验室在两项研究中采用了这种方法。通过结合其他专家和学者的力量，他们以创新的方式研究了生物多样性从热带向极地的转变。

在第一项研究中，他们与鸟类生物学家特雷弗·普莱斯教授合作，比较了雅布隆斯基的软体动物数据和普莱斯对鸟类的见解。

在热带鸟类中，有一些生活方式可以喂养许多物种。例如，许多鸟以树枝上的昆虫为食。然而，仍然有一些只能养活少数物种的生活方式。这种模式一直延续到中纬度地区，但是有一个明显的临界点，它减少了动物赖以生存的方式以及这些方式之间的不均衡分布。

雅布隆斯基发现这种模式也出现在软体动物中。这个结果出乎所有人的意料。这意味着我们看到的物种受到更高层次的控制，这种控制可以在全球范围内大规模运作，包括陆地和海洋。

这一理论认为，在热带地区，物种之间有更大的精细特化空间——在环境的某些部分，如森林树冠高处的树枝，不仅有只吃种子的鸟，也有只吃一粒种子的鸟。然而，随着纬度的增加，气候变得越来越季节性，生存变得越来越困难，成为一个专门物种的可能性变得越来越小。

雅布隆斯基说，这是关于生物多样性如何工作的新发现，它可能会对气候变化的进展产生影响。例如，侵袭我们所关心的作物和植物的寄生虫会发生什么？随着天气变暖，将会有一些物种集中精力攻击特定的宿主。

第二篇论文是由博士后研究员凯蒂·柯林斯领导的研究，他的研究重点是利用技术分析软体动物的形态如何从热带地区转变为极地地区。

他们用微型计算机断层扫描仪扫描了在佛罗里达群岛和缅因湾发现的95%的物种样本，从而获得了一组珍贵的三维图像。大多数研究只关注贝壳的长度和高度，但这显然不是全部。第三维度带给我们新的理解。

佛罗里达群岛和缅因湾的研究区地图。上面一排贝壳来自高纬度地区。与赤道附近颜色鲜艳的下排贝壳相比，来自高纬度地区的贝壳更加光滑和平坦。|图片来源:凯蒂·柯林斯

当你走过佛罗里达群岛的海滩时，你的眼睛会被色彩鲜艳、形状各异的大贝壳所吸引。然而，在科德角以北，这种景象再也不会出现了。那里的贝壳光滑平整，通常非常小。乍一看，这似乎表明物种形态发生了巨大变化。

然而，科学家发现事实并非如此。柯林斯说:“我们发现这种普通的贝壳无处不在，热带贝壳实际上是普通贝壳和那些奇怪贝壳的混合物。当你再往北走，这些美丽而奇怪的贝壳会慢慢从混合物中消失。因此，个体物种不会为了适应新环境而改变；但各种奇怪的东西会逐渐退出，”

雅布隆斯基说:“高纬度地区的气候似乎减少了贝类的分布范围，一些血统可以说已经被冻结了。”随着气候和环境的不断变化，这也将对人类产生影响。

柯林斯说:“这表明大多数动物更有可能选择退出，而不是适应高纬度地区更严重的环境问题。这可能会以一种非常真实的方式影响人类。双壳类在渔业中发挥着重要作用。我们无法知道我们最喜爱的动物，如牡蛎、扇贝或贻贝，是否会随着周围气候的变化而消失，或者离开它们可能进入的渔场。”

软体动物是科学家们最喜欢的研究对象，因为它们的外壳很容易变成化石。目前的两项研究是针对现代物种的，科学家们将在下一步研究化石。例如，他们将研究随着时间的推移，这些特殊的血统是否变化得更快，变得更灭绝或者变得更稳定。

雅布隆斯基说:“综合来看，这些新的研究表明，生物多样性的不同层面在世界上不会同时发生变化。这些差异告诉我们一些塑造地球生命的新力量。”

最初的标题是:为什么赤道的物种比两极多？》