作者:锡拉丘兹大学罗布·恩斯林 凯瑟琳·牛顿教授研究中泥盆世海洋动物群(如3.8-3.9亿年前的腕足动物)，它们的化石保存在纽约中部的一块基岩中
学分:锡拉丘兹大学 锡拉丘兹大学文理学院的成员们正在为一个持续数百万年的未解之谜带来新的曙光
由凯瑟琳·牛顿教授领导的一个古生物学家小组提高了科学家们对泥盆纪海洋动物群的认识，这些动物群的化石位于纽约市中心的一个被称为汉密尔顿群的基岩单元中，它们在屈服于灭绝浪潮之前是否稳定了数百万年
凭借与吉姆·布劳尔(2018年去世)教授15年的定量分析，牛顿继续探索这些古老化石群落的结构，这些群落是地球上最著名的群落之一
由美国地质学会(GSA)报道的该小组的发现，为这些泥盆纪群落的异常、长期稳定性提供了重要的新证据
牛顿说，这样的坚持是一个长期的科学谜
她和她的同事测试了这一假设，即这些古老的群落显示出协调的停滞状态——这一理论试图解释不同地质时期物种的出现和消失
牛顿和布劳尔以及他们的学生威利斯·纽曼1993年发现，泥盆纪海洋群落在物种组成上的差异比理论预测的要大
牛顿指出，他们寻求的不是反驳协调停滞，而是获得对何时适用的更复杂的理解
“发现这些表面上稳定的泥盆纪群落的更多动态是至关重要的，”她说
“这些知识对于我们迅速变暖的海洋中的海洋群落变化具有直接的意义
" 自从地质学家小詹姆斯·霍尔
汉密尔顿集团在19世纪40年代首次出版了一系列关于该地区泥盆纪化石和地层的书籍，吸引了研究科学家和业余收藏家
今天，纽约市中心经常被用来测试关于地球生物和环境大规模变化的新观点
在中泥盆世时期(约3.8-3.9亿年前)，该地区的动物组成在400-600万年间变化不大
“海洋无脊椎动物群落保持稳定或‘锁定’的数量很大，”地球与环境科学系教授牛顿解释道
她、布劳尔和学生研究人员花了几年时间研究了八个动物群落，这些动物曾经生活在阿巴拉契亚盆地(很久以前，位于赤道以南)北缘温暖的浅海中
当生物体死亡时，海底的沉积物开始覆盖它们的外壳和外骨骼
沉积物中的矿物质逐渐渗入它们的遗骸，导致它们变成化石
这个过程也保存了许多活的贝壳，保存了一些原始的贝壳材料
这些化石目前分布在纽约中部裸露的基岩上，从柔软的深色深水页岩到坚硬的富含物种的陆架粉砂岩
“基岩顶部附近的群落比底部的群落显示出更多的分类和生态多样性，”牛顿说
“我们可以比较不同时期的群落类型和组成
它们是不同寻常的地方
" 自1995年引入协调停滞以来，它一直是争论的来源
争论的中心是两种基于模型的解释:环境追踪和生态锁定
环境追踪表明动物群跟随它们的环境
“在这里，相对停滞期的两侧是协同灭绝或区域性消失
当环境改变时，海洋动物群也会改变，”牛顿说，他也是跨学科科学教授和艺术与科学荣誉院长
相反，生态锁定将海洋动物视为结构紧密的群落，抵制大规模的分类变化
传统上，这个模型被用来描述下汉密尔顿动物群的稳定性
牛顿和她的同事分析了80多个采样点，每个采样点包含大约300个样本
特别强调的是卡迪夫和佩克斯波特成员，这是手指湖地区的两个岩层，是古老的马赛勒斯亚组的一部分，以其天然气储量而闻名
“我们发现，除了两个例外，下部汉密尔顿动物群在上部动物群中没有明确的对应物
因此，我们的定量测试不支持生态锁定模型来解释这些动物群落的稳定性，”她继续说
牛顿认为这个项目是对纽曼和布劳尔的最后致敬，纽曼是纽约州立大学科特兰分校的生物学教授，于2014年去世，布劳尔在手稿定稿时身患重病
“吉姆知道他可能活不到看到它出版的那一天，”牛顿说，并补充说布劳尔在论文提交给美国地质调查局时去世了
她说，这项新工作通过进一步分析马塞勒斯亚组的社区结构，扩展并在某些方面完成了该团队的早期研究
“它有可能改变科学家对生态群落长期稳定性的看法
"
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