深海包含了我们海洋中90%以上的水，但只有大约三分之一的鱼类种类。长期以来，科学家们一直认为这一现象的解释是凭直觉得出的——浅海水域温暖，资源丰富，是新物种进化和繁衍的最佳场所。但华盛顿大学伊丽莎白·米勒领导的一项新研究报告称，在整个地球的古代历史中，有几个时期，许多鱼类实际上喜欢寒冷、黑暗、贫瘠的深海水域。

米勒说:“我们很容易看到珊瑚礁这样的浅层栖息地，它们非常多样化，令人兴奋，并认为它们一直都是这样的。”米勒是华盛顿大学水产和渔业科学学院的博士后研究员，完成了这项研究，现在是俄克拉何马大学的博士后。“这些结果确实挑战了这一假设，并帮助我们了解鱼类物种是如何适应气候的重大变化的。”

深海通常被定义为任何低于650英尺的东西，在这个深度，不再有足够的阳光进行光合作用。这意味着那里的食物和温暖远不如浅海，使它成为一个难以生存的地方。但是通过利用2亿年前鱼类的基因记录分析它们之间的关系，米勒能够识别出一种令人惊讶的进化模式:物种形成率——也就是新物种进化的速度——随着时间的推移而变化。在长达数千万年的时期里，新物种在深海中比在较浅的海域进化得更快。

在某些方面，这一发现提出的问题比解决的问题更多。是什么原因导致鱼更喜欢一个栖息地而不是另一个?是什么让一些鱼比其他鱼更容易进入深海呢?这些古老的变化是如何帮助创造了我们今天的物种多样性的呢?

当米勒将这些变化的物种形成速率映射到地球历史的时间轴上时，她能够确定三个可能起作用的主要事件。

“第一个是发生在2亿到1.5亿年前的泛大陆分裂，”米勒说。“这创造了新的海岸线和新的海洋，这意味着鱼类有更多的机会从浅水移动到深水。突然间有了更多的接入点。”

接下来是白垩纪热温室期，大约发生在1亿年前，标志着地球历史上最温暖的时代之一。在此期间，由于海平面上升，许多大陆被洪水淹没，在地球上形成了大量新的浅水区。

米勒说:“正是在这个时期，我们真正看到了浅水鱼类的发展和多样化。”“我们可以将今天在浅滩看到的许多物种多样性追溯到这个时期。”

第三个事件是大约1500万年前的另一个重大气候变化，被称为中新世中期气候转变。这是由于大陆的进一步移动造成的，这导致了海洋环流的重大变化，并使地球变冷——一直到深海。

米勒说:“大约在这个时候，我们看到深海物种形成的速度真的加快了。”“这尤其受到冷水鱼类的推动。在这段时间里，你今天在华盛顿和阿拉斯加海岸看到的许多物种都多样化了。”

但气候变化本身并不能解释鱼类最初是如何来到深海的。并不是每一个物种都具备在深水中生存并利用阳光照射不到的相对有限的资源的正确组合。

米勒说:“要在深海中进化成一个新物种，首先你必须到达那里。”“我们发现，不仅物种形成率随着时间的推移而变化，深海鱼类的样子也在变化。”

最早能够过渡到深海的鱼往往有很大的下颚。这可能给了它们更多的机会去捕捉深海里稀缺的食物。研究人员发现，在很久以后的历史中，拥有更长的、更细的尾巴的鱼往往更能成功地过渡到深水中。这使得它们可以通过在海底滑行而不是在水柱中游泳来节省能量。

米勒说:“如果你观察今天生活在深海中的生物，你会发现一些物种的身体呈锥形，而另一些物种的下颚大而可怕，长着牙齿。”“这两个身体平面代表着在相隔数百万年的深海中殖民的祖先。”

虽然这些事件看起来像是古老的历史，但它们或许能够告诉我们，今天的气候变化将如何影响海洋生物。米勒希望未来的研究可以建立在这些发现的基础上，调查现代深海鱼类如何应对气候变化，并可能为保护工作提供信息。

她说:“我们从这项研究中了解到，深海鱼类往往在海洋较冷时生长良好，但随着气候变化，海洋正在变暖。”“我们可以预计，这真的会在未来几年影响深海中的鱼类。”

共同作者是UW的Luke Tornabene;加州大学欧文分校的克里斯托弗·马丁内斯;美国国家海洋和大气管理局阿拉斯加渔业科学中心的萨拉·弗里德曼;加州大学戴维斯分校的Peter Wainwright;和克莱姆森大学的萨曼莎·普莱斯。

这项研究由美国国家科学基金会资助。

欲了解更多信息，请联系Miller ecmiller@ou.edu和Tornabene ltorna1@uw.edu。

新闻稿由威斯康星大学环境学院的Will Shenton撰写。

注：本文由院校官方新闻直译，仅供参考，不代表指南者留学态度观点。