热带海洋是地球上最多样化的浮游生物种群的家园，它们构成了海洋食物链的基础。德克萨斯大学奥斯汀分校的研究人员领导的一项研究表明，热带地区的现代浮游生物生物多样性是一个令人惊讶的近期发展，也是 800 万年全球变冷的结果。

气候变化可能导致热带浮游生物大量外流

这一发现引发了人们的担忧，即海洋迅速变暖可能迫使浮游生物离开热带，这将对海洋生态系统产生负面影响，包括金枪鱼和长嘴鱼等重要鱼类的生态系统，以及依赖它们的沿海社区。该研究发表在《自然》杂志上。

研究人员使用微化石追踪一组名为有孔虫的浮游动物的历史，发现地球上一次如此温暖——就在 800 万年前全球变冷开始之前——热带浮游生物种群生活在距离它们所在位置 2000 多英里的水域中今天。过去 800 万年的自然冷却让浮游生物在热带地区繁衍生息，但在上个世纪却因气候变化而逆转。

“地球目前的生物圈是在冰河时代进化而来的，”主要作者、德克萨斯大学地球物理研究所的博士后研究员亚当伍德豪斯说。“通过突然切换到 800 万年前的地球，我们不仅仅是在杀死几个物种，我们正在改变大气和海洋的整个化学成分，而且还没有为此做好准备。”

为了进行这项研究，研究人员分析了一个包含 500,000 个微化石的数据库——同类中最大的——在 55 年的科学海洋钻探中收集。每个贝壳化石都说明了浮游生物生活的地点和时间、栖息地的深度以及周围海洋的状况。

科学家们对这些信息进行了分组，并将其与过去气候变化的地质记录一起进行了分析。他们发现，随着 800 万年前全球变冷，浮游生物被推向赤道。到了现代，最多样化的浮游生物种群已经迁移到热带，而今天的两极对除了少数特殊物种以外的所有物种来说都变得过于严酷。

研究人员表示，随着全球温度和大气中的二氧化碳含量接近 800 万年前的水平，这些发现表明浮游生物物种可能会撤离赤道并向极地移动。其他对现代浮游生物的研究已经记录了这种情况发生的迹象。研究人员担心，浮游生物种群多样性的丧失可能会引发一连串的灭绝，就像在伐木和火灾后在热带雨林中看到的那样。

“现在重要的是确定气候变化对这些物种的影响将如何通过食物网级联，”共同领导该研究的哈佛大学网络科学家 Anshuman Swain 说。

在分析数据时，研究人员使用了一种以研究 Twitter 等社会结构而闻名的技术，以揭示浮游生物进化、栖息地和气候变化之间的长期联系。Swain 说，网络分析最初是为了探索社会学中的社会互动和友谊而开发的，现在越来越多地用于生态学和环境科学，并有助于为减轻气候变化的最坏影响的行动提供信息。

然而，帮助开发浮游生物数据库但未参与当前研究的利兹大学海洋微古生物学副教授 Tracy Aze 说，采取行动的时间可能已经不多了。根据 Aze 的说法，今天前所未有的变暖意味着世界现在正在以不可预测的时间尺度运行。

“事实上，我们已经开始看到鱼类和浮游生物等许多海洋生物的多样性存在明显差异，这意味着我们可能比我们想象的更接近某些温度临界点，”她说。

浮游生物数据库 Triton 于 2021 年在利兹大学和牛津大学开发并发布。目前的研究由马里兰大学和德克萨斯大学地球物理研究所资助，该研究所是杰克逊地球科学学院的一个研究单位.