二叠纪末期发生了地球历史上最大规模的物种灭绝事件。2.52亿年前,西伯利亚的一系列火山爆发导致了大量温室气体的释放。在接下来的几千年里,气候最终变暖了10度。结果,陆地上大约75%的生物灭绝了;在海洋中,这个数字大约是90%。
通过分析现在已经灭绝的海洋生物曾经是如何生存的,福斯特博士和他的团队能够将它们的灭绝与以下气候变化直接联系起来:水中含氧量下降,水温上升,最有可能的是海洋酸化。
这些变化与目前的趋势相似。“不用说,我们在二叠纪的发现不能一对一地应用于现代气候变化。这两个气候系统差别太大了,”地球科学家福斯特说。“然而,它们确实显示了在类似的条件下,哪些特征对生物体的生存或灭绝至关重要。”这可以为我们提供有价值的指标,告诉我们未来谁或什么将面临最大的风险。”
具体来说,该团队分析了来自华南地区的1283种海洋生物化石的2.5万多条记录,包括双壳类、蜗牛、海绵、藻类和甲壳类动物,这些生物都有矿物骨骼或贝壳。它们的化石残骸可以用一种特殊的方法来确定年代,这可以让我们深入了解数百万年前的海洋生态系统。研究小组还利用了一个庞大的数据库,该数据库提供了有关这些生物如何生存的各种生态方面的额外信息。
对于每个属,分析了这些标准中的12个。在二叠纪末期普遍存在的条件下,某些特征是否使特定的生物体更有可能存活下来?借助人工智能领域的机器学习方法,对这些因素进行了综合分析。爱博网投官方网站在这个过程中,机器基本上自己做出了一些理性的决定。这项工作完成后,研究小组比较了结果:在大灭绝之前、期间和之后都有哪些生物?
他们的发现揭示了生物能否在二叠纪末期存活下来的四个最重要的因素:它们生活在水中的位置,它们外壳的矿化程度,它们属内的物种多样性,以及它们对酸化的敏感性。
“但在以前的机器学习应用中,我们无法说出机器是如何做出决定的。”利用博弈论的一种新方法,福斯特博士现在成功地解开了这个问题:“一些动物生活在更深的水里。在这里,机器显示出日益严重的缺氧造成了危险。相比之下,那些生活在水面附近的动物不得不与不断上升的水温作斗争。此外,当你只有一个有限的栖息地时,当这个特定的栖息地变得不适合居住时,你无处可去。”因此,结果显示了生物体的哪些特征被确定为具有潜在致命性。研究小组最终证实,大灭绝可以直接归因于脱氧、水温上升和酸化——这表明,在未来的气候危机中,这些也可能是长期灭绝的三个主要原因。
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