大数据分析表明 昆虫多样性与碳排放密切相关

11月10日电 当前，人为的全球变暖和毁林事件导致森林昆虫多样性持续下降。历史上有没有类似的事件？中国科学院南京地质古生物研究所的科学家通过建立全球甲虫化石形态数据库，深入研究了二叠纪末大灭绝前后森林变迁与甲虫演化的关系，为我们提供了新的见解。研究结果发表在最新的英国综合学术期刊《eLife》上。

昆虫作为当今地球上最多样的生物，自石炭纪以来就蓬勃发展，并在二叠纪成为陆地生态系统中的重要角色。二叠纪末，地质史上最大规模的生物灭绝事件发生，导致了陆地生态系统的崩溃。到目前为止，学术界对这一时期昆虫的进化过程一直存在争议，导致我们对昆虫对大灭绝的反应机制知之甚少。

科学家在中国科学院南京地质古生物研究所大数据中心建立了全球甲虫(昆虫纲：鞘翅目)化石形态数据库。在此基础上，利用多种数学模型综合分析了早二叠世至中三叠世甲虫的分类多样性、形态多样性、系统发育和生态习性，重建了甲虫早期演化历史。发现灭绝事件(尤其是毁林)明显影响了甲虫的早期进化。

研究表明，随着早、中二叠世甲虫的辐射，其多样性和形态多样性同时增加。二叠纪末灭绝事件后，早三叠世以甲虫为食的树干群几乎完全灭绝，多样性和形态多样性明显降低。早三叠世捕食性甲虫化石记录的空白，大致与森林生态系统的崩溃时间(即无煤期)相吻合，说明捕食性甲虫的灭绝可能是由于森林砍伐导致栖息地的消失。中三叠世甲虫明显恢复，新的食虫甲虫再次广泛出现，这也与森林生态系统的恢复时间一致。

在现代自然界中，昆虫在陆地碳循环中起着重要作用。它是森林陆地生态系统中最大的碳库。植食性昆虫通过分解木质组织，将光合作用固定的碳以二氧化碳的形式返回到大气中。目前，昆虫对森林枯木分解的平均贡献率为29%。即使在短时间内，草食甲虫的爆发也足以将森林从碳汇转化为碳源。

古生代陆生植物的大辐射伴随着巨大的碳储存和氧释放，被认为是同期大气氧含量增加的主导因素。二叠纪，螟虫成为重要的木材分解者。这些甲虫通过与微生物的相互作用，显著提高了木材的降解速度。因此，二叠纪捕食性甲虫的辐射可能是二叠纪大气氧含量降低的主要驱动力。

如今，人类造成的全球变暖和毁林事件导致森林昆虫多样性持续下降，这与二叠纪末的灭绝事件非常相似。这项研究可能有助于我们更好地理解昆虫未来将如何应对全球气候变化。