灭绝的回声：揭示哺乳动物未来挑战的新方法
东非食草巨型动物的环境条件和生物多样性的黄土回归趋势。鸣谢:自然通讯(2023)。DOI: 10.1038/s41467-023-39480-8
（化石网cnfossil.com）据乔治亚理工学院（凯瑟琳·巴兹勒）：大型哺乳动物在生态系统中扮演着至关重要的角色。它们创造栖息地，充当猎物，帮助植物茁壮成长，甚至影响野火的燃烧方式。但是现在，不到一半的生活在5万年前的大型哺乳动物物种今天仍然存在，并且那些仍然存在的物种由于日益加剧的气候变化和人类活动而面临灭绝的威胁。
虽然哺乳动物的灭绝被很好地记录下来，但很少有研究探讨这些损失对哺乳动物群落与其环境相互作用的微妙方式的影响。佐治亚理工学院的研究人员正在使用一种新的方法来研究哺乳动物在环境中的功能在过去是如何受到威胁的，以及它们在未来可能面临的挑战。
生物科学学院副教授兼空间生态学和古生物学实验室负责人珍妮·麦奎尔(Jenny McGuire)和研究生丹尼尔·劳尔(Daniel Lauer)回顾了数百万年前的历史，观察了东非食草动物在面临生物多样性丧失的情况下，它们与环境的关系如何以及为什么会随着时间和空间发生变化。
他们使用一种新的方法来建立模型，显示特定的哺乳动物特征——如体重和牙齿形状——如何随着时间的推移随着环境的变化而演变，揭示了导致生物多样性损失的因素以及这种损失如何影响哺乳动物群落的功能。他们的方法提供了一种新的策略，用于调查生态变化的影响，并优先保护努力，以帮助哺乳动物群落在未来繁荣发展。
他们的研究论文发表在《自然通讯》杂志上。
梳理数据
研究人员开始研究来自东非186个地点的数据。这些数据包含了200多种灭绝的和48种现代食草动物物种(包括非洲象、长颈鹿和河马)的记录，显示了每个物种在过去740万年的特定时间点生活在哪里和什么时候。
数据显示，非洲东部的哺乳动物生物多样性在大约500万年前开始下降。它还揭示了生物多样性下降的各个方面发生在多个时间点，灭绝与环境变化和早期人类的出现相吻合。但是麦奎尔和劳尔想知道更多。
劳尔说:“我们想知道，如果我们调查哺乳动物的身体特征是如何随着环境的变化而变化的，而不是仅仅看它们的生物多样性模式，我们会发现什么这很重要，因为如果一个哺乳动物物种拥有非常适合其环境的特征，它就能更好地为该环境的功能做出贡献。但是，如果情况不是这样，环境可能无法发挥应有的作用。"
为了描绘一幅更完整的画面，他们需要从不同的角度来审视生物多样性。这需要一种新的方法，这导致他们采用一种被称为生态计量学的方法。
生态计量学是一种研究动物群落所处的环境条件(如天气和植被)与动物功能特征(影响其生物表现的特征)之间关系的方法。该团队选择关注三个特征:体重、牙齿高度和loph计数(臼齿脊的数量)。
这些特征中的每一个都表现出一种关系，这种关系基于环境中草本植物相对于木本植物的主导程度。例如，如果一个物种有更高的牙齿，它可以更持久地消耗草原的磨蚀性草植被。牙齿较短的物种更适合吃柔软的木本植物，比如灌木。
对于这三种特质中的每一种，他们都建立了一个特质-环境关系的模型。他们使用性状数据来估计随着时间的推移每个哺乳动物群落中周围的植被是什么样的，特别是树木和灌木相对于草地的百分比。
“使用我们的模型，我们能够利用哺乳动物群落中出现的特征信息来估计周围的植被是什么样子的，”劳尔说。“因为这些群落存在于不同的时间点，这使我们能够观察哺乳动物与环境的关系如何随着时间的推移而保持一致。"
分析中断
使用他们的生态测量框架，研究人员发现了大约170万年前和之后发生的哺乳动物生物多样性下降之间的关键差异。虽然生物多样性在大约500万年前开始下降，但性状-环境关系仍然保持一致。
他们的分析表明，早期的生物多样性丧失是物种适应草原环境或跨地理追踪其偏好环境的结果。简而言之，这些生物多样性的丧失并不一定会对哺乳动物群体在其环境中正常运作的能力产生任何负面影响。
但是后来，大约170万年前，当气候变得更加干旱和多变，树木覆盖率下降到35%以下时，一个重大的转变发生了。物种的数量和种类迅速减少，同时特征与环境的关系也受到严重破坏。研究人员的发现表明，与以前的生物多样性损失不同，过去170万年发生的生物多样性损失可能威胁到许多哺乳动物物种在当地环境条件下的良好功能。
“我们的发现令我们着迷，因为我们能够区分正在发生的不同生物多样性损失及其影响，”劳尔说。"这项工作强化了一个观点，即并非所有的生物多样性损失都是一样的."
保护弱势群体
他们的发现对未来可能影响哺乳动物的环境和气候变化类型具有重要意义。在过去，当变化是渐进的，野生动物能够在景观上自由移动时，它们可以很容易地适应这些环境条件。
现在，栅栏、道路和城市对野生动物栖息地的分割有可能限制野生动物适应当今快速环境变化的能力。当今气候的快节奏和日益增加的可变性加剧了这种情况，使动物面临失去在当地环境中正常运作能力的风险。
展望未来，该团队的分析可以揭示哪些哺乳动物群落应该在未来的保护工作中优先考虑。该研究表明，在所有正在经历生物多样性丧失的社区中，应优先考虑那些面临最大风险的社区——对这些社区来说，未来的生物多样性丧失将深刻影响其正常运作的能力。
“通过研究过去，我们可以非常清楚地了解动物是如何对先前的环境变化做出反应的，”McGuire说。“我们计划与保护工作者合作，利用我们的发现制定明智的策略来保护最危险的哺乳动物群落。”
