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동물계에서 생물 다양성이 가장 높은 척추동물인 어류는 진화 생물학자들에게 수수께끼를 제시합니다. 세계 열대 해역에서 가장 많은 종이 서식하지만 새로운 종을 생성하는 어류 그룹은 고위도의 추운 기후에 가장 빠르게 서식합니다.

새로운 Yale 연구는 이 역설을 설명하는 데 도움이 됩니다. 연구원들은 온대 및 극지방 생태계에서 물고기가 얕은 물에서 깊은 물로 앞뒤로 전환하는 능력이 종 다양화를 유발한다는 사실을 발견했습니다.

2월 11일 저널에 발표된 연구 결과 네이처 커뮤니케이션즈기후 변화가 고위도의 바다를 따뜻하게 함에 따라 어종의 진화를 방해할 것이라고 제안합니다.

G. Evelyn Hutchinson에서 박사후 연구원으로 있을 때 연구를 수행한 수석 저자 Sarah T. Friedman은 “오늘날 바다에서 가장 많은 어류 다양성에 기여하는 어류군은 특히 수주와 심해를 활용하여 다양화하고 있습니다. 예일 대학. “심해로 진출하는 물고기는 거의 물기둥을 따라 이동하기 더 쉬운 고위도에 독점적으로 위치합니다. 이 지역은 기후 변화로 인해 가장 급격한 온난화를 경험하고 있으며, 이는 종 분화를 더 많이 만들어 종 분화를 방해할 위험이 있습니다. 물고기가 깊이를 바꾸기 어렵습니다.”

현재 국립해양대기청(Nationwide Oceanic and Atmospheric Administration)의 연구 어류 생물학자인 프리드먼(Friedman)은 예일대 예술과학부의 생태 및 진화생물학 조교수이자 예일 피바디 박물관(Yale Peabody Museum)의 척추동물학 조교수인 마사 무뇨즈(Martha Muñoz)와 함께 연구를 공동 집필했습니다. .

연구를 위해 연구원들은 어종의 지리적 범위와 종분화율에 대한 정보가 포함된 4,067종의 어종의 전 세계 종 발생에 대한 기존 데이터를 분석했습니다. 부분적으로, 그들의 분석은 어류 계통이 심해를 가로질러 얼마나 자주 전환될 것으로 예상되는지 모델링했습니다. 연구원들은 예상되는 깊이 변화의 분포를 배치함으로써 특정 계통에서 관찰된 전환의 수를 비교할 수 있었습니다. 그들은 뱀장어, 볼락, 넙치, 빙어, 스네일피시와 같은 종이 풍부한 고위도 혈통이 예상보다 더 자주 물기둥을 위아래로 이동하는 것을 발견했습니다. 한편 고비와 놀래기 같은 매우 다양한 열대 혈통은 예상보다 덜 자주 깊이를 변경했습니다.

공통 조상을 공유하는 진화적 혈통인 어류 계통은 깊이 구배를 따라 자유롭게 분산될 수 있으며 특정 깊이에서 새로운 자원이나 틈새를 활용하고 그룹의 다른 구성원과 격리될 가능성이 더 높을 수 있다고 연구원은 말했습니다. 이것은 반복적인 지역 적응과 새로운 종의 진화로 이어질 수 있습니다.

수온, 압력 및 빛 침투를 포함하여 많은 변수가 깊이 사이를 이동하는 물고기의 능력에 영향을 줄 수 있습니다. Friedman과 Muñoz는 온도가 고위도 어류군이 물기둥을 따라 전이하는 능력에 중요한 역할을 한다고 제안합니다. 더 차가운 물에 서식하는 물고기 무리는 수온이 급격히 떨어지는 심해로 이동하는 것이 더 쉽습니다. 이와는 대조적으로 따뜻하고 얕은 물에서 생활하는 열대어는 깊은 바다로 이동하기 위해 가파른 열 장벽에 직면한다고 연구원들은 말했습니다.

열대 해역의 높은 생물 다양성은 따뜻한 지역이 종 생성의 온상이었던 과거의 잔재일 수 있지만 시간이 지남에 따라 대부분의 다양성은 지구의 극지방에 더 가깝게 발생하기 시작했다고 설명했습니다.

그러나 고위도에 있는 이 생물 다양성 엔진은 기후 변화에 취약합니다. 열대 지방보다 고위도 지방에서 수질 프로파일이 훨씬 더 균일하기 때문에 그곳에 서식하는 물고기는 이러한 환경에 생리학적으로 미세 조정되어 있다고 Muñoz는 설명했습니다. 그들에게 온도의 1도 변화는 열 일반론자에 가까운 유기체보다 생리학적으로 더 어려울 것입니다.

Muñoz는 “바다가 따뜻해짐에 따라 유기체는 깊이 열을 가로질러 분산되는 데 더 가파른 장벽에 직면할 수 있습니다.”라고 말했습니다. “시간이 지남에 따라 이 생물 다양성 엔진의 둔화를 보게 될 것이라고 생각합니다.”

이 연구는 G. Evelyn Hutchinson Environmental Postdoctoral Fellowship의 지원을 받아 박사후 과정 수준에서 다양한 학문적 우수성을 개발함으로써 Yale의 환경 과학에서 창의적인 연구 협력을 가능하게 하는 것을 목표로 합니다.

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