鱼类是动物王国中生物多样性最丰富的脊椎动物，它给进化生物学家带来了一个难题：物种丰富度最大的是在世界热带水域，但产生新物种的鱼类群体却生活在高纬度地区的寒冷气候中。

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一项新的研究有助于解释这一悖论。研究人员发现，温带和极地生态系统中鱼类从浅水到深水来回过渡的能力触发了物种多样化。

他们的研究结果于11月<>日发表在《自然通讯》杂志上，表明随着气候变化使高纬度地区的海洋变暖，它将阻碍鱼类物种的进化。

“在当今海洋中贡献最多鱼类多样性的鱼类分支正在利用水柱和海洋深度，特别是多样化，”主要作者Sarah T. Friedman说，他在耶鲁大学G. Evelyn Hutchinson博士后研究员期间进行了这项研究。

“进入深海的鱼类几乎完全位于高纬度地区，在那里更容易沿着水柱移动。由于气候变化，这些地区正在经历最剧烈的变暖，这使得鱼类更难改变深度，从而有可能破坏物种形成。

弗里德曼现在是美国国家海洋和大气管理局的研究鱼类生物学家，他与耶鲁大学艺术与科学学院生态学和进化生物学助理教授玛莎·穆尼奥斯(Martha Muñoz)以及耶鲁大学皮博迪博物馆脊椎动物学助理馆长玛莎·穆尼奥斯(Martha Muñoz)共同撰写了这项研究。

在这项研究中，研究人员分析了4，067种鱼类全球物种出现的现有数据，其中包括物种地理范围和物种形成率的信息。在某种程度上，他们的分析模拟了鱼类谱系在海洋深处过渡的频率。通过列出预期深度变化的分布，研究人员可以比较特定谱系中观察到的转变数量。

他们发现，物种丰富的高纬度谱系 - 鳗鱼，岩鱼，比目鱼，冰鱼和蜗牛鱼 - 比预期更频繁地在水柱上上下过渡。与此同时，虾虎鱼和濑鱼等超多样化的热带谱系改变深度的频率低于预测。

研究人员说，鱼类分支，具有共同祖先的进化谱系，可以沿着深度梯度自由分散，可能更有可能利用特定深度的新资源或生态位，并与群体的其他成员隔离。这可能导致反复的局部适应和新物种的进化。

许多变量会影响鱼在深度之间移动的能力，包括水温、压力和光线穿透。弗里德曼和穆尼奥斯认为，温度在高纬度鱼类进化枝沿水柱过渡的能力中起着重要作用。栖息在较冷水域的鱼类分支更容易进入海洋深处，那里的水温急剧下降。相比之下，热带鱼在温暖的浅水区度过一生，面临着向深海过渡的陡峭热屏障，研究人员说。

他们解释说，热带水域现有的高度生物多样性可能是过去温暖地区是物种生成的温床的残余，但随着时间的推移，大多数多样化开始发生在靠近地球两极的地方。

但这种高纬度地区的生物多样性引擎容易受到气候变化的影响。穆尼奥斯解释说，由于高纬度地区的水剖面比热带地区更加均匀，因此栖息在这些地区的鱼类在生理上对这些环境进行了微调。对他们来说，温度的一度变化在生理上比对于更像热通才的生物体更具挑战性。

“随着海洋变暖，生物体可能会面临更陡峭的障碍，无法分散到深柱中，”穆尼奥斯说。“随着时间的推移，我认为我们将看到这种生物多样性引擎的放缓。