新的統一理論展示了過去的景觀是如何推動地球豐富多樣的生命進化的

過去5 . 4億年流向海洋的沉積物和海洋動物種類的多樣性。皮爾遜係數0.88表明這兩個變量之間有很強的正相關性。信用:uux.cn/自然
（神秘的地球uux.cn）據《對話》（特裏斯坦·薩勒斯等人）：地球表麵是我們星球的活皮膚——它連接著物理、化學和生物係統。
隨著地質時間的推移，這個表麵不斷演化。河流將景觀分割成環境多樣的棲息地。這些河流也將沉積物從山區轉移到大陸平原，最終進入海洋。
景觀影響了地球上生命軌跡的觀點由來已久，可以追溯到19世紀早期德國學者亞曆山大·馮·洪堡的科學敘述。盡管從那以後我們了解了更多，生物多樣性進化的許多方麵仍然是個謎。例如，人們仍然不清楚為什麽海洋生物的爆炸和大陸上植物的發展之間有一億年的差距。
在今天發表在《自然》雜誌上的研究中，我們提出了一種新的理論，將過去5.4億年的生物多樣性進化與過去景觀控製的沉積物“脈衝”聯係起來。
10年的計算時間
我們的模擬基於今年早些時候發表的一篇科學論文中發布的開源代碼。
為了在我們的計算機模型中推動景觀在空間和時間上的演變，我們對過去的氣候和構造進行了一係列重建。
然後，我們將全球模擬的結果與過去5.4億年間海洋和大陸生物多樣性的重建進行了比較。
為了進行計算機模擬，我們利用了運行在數百個處理器上的澳大利亞國家計算基礎設施。在我們的研究中提出的組合模擬相當於十年的計算時間。
海洋生物和河流沉積物密切相關
在我們的模型中，我們發現河流帶入海洋的沉積物越多，海洋生物就越多樣化(正相關)。你可以在下麵的圖表中看到這條紅線。
隨著大陸氣候的變化，河流不僅將沉積物帶入海洋，還帶來了大量的營養物質。這些營養物質，如碳、氮和磷，是生物循環中必不可少的，這些生物循環通過所有生物移動重要元素。
這就是為什麽我們認為河流向海洋輸送或多或少的營養物質——在數百萬年的地質時間尺度上——與海洋生物的多樣性有關。
或許更令人驚訝的是，我們發現海洋中的物種大滅絕事件發生在沉積流顯著減少後不久。這表明營養物質的缺乏或不足會破壞生物多樣性的穩定，使其容易受到災難性事件的影響(如小行星撞擊或火山爆發)。
景觀也推動了植物的多樣性
在大陸上，我們設計了一個變量，將沉積物覆蓋和地形崎嶇度結合起來，以描述大陸容納不同物種的能力。
在這裏，我們還發現在過去的4億年裏，我們的變量和植物多樣化之間有著驚人的相關性(見下文)。這突出了景觀的變化對陸地上物種的多樣化也有很大的影響。
我們假設，隨著地球表麵逐漸被更厚的土壤覆蓋，河流沉積的養分更加豐富，植物可以發展並多樣化，具有更複雜的根係。
隨著植物在陸地上緩慢擴張，地球最終擁有了各種各樣的環境和棲息地，為植物進化提供了有利條件，例如大約1億年前開花植物的出現。
一個有生命的星球
總的來說，我們的發現表明我們星球上的生物多樣性受到景觀動態的強烈影響。在任何給定的時刻，地球的地貌決定了大陸和海洋能夠支持的不同物種的最大數量。
這表明決定生物多樣性長期進化的不僅僅是地質構造或氣候，還有它們之間的相互作用。它們通過沉積物流動和對整個地貌的改變來做到這一點。
我們的發現還表明，生物多樣性總是以板塊構造的速度進化。這一速度比目前人類活動導致的物種滅絕速度要慢得多。