地球上的生態系統多種多樣，而生命的分佈也並不是平均的，赤道附近是生命最多樣化的地方。
物種多樣性隨著我們穿過熱帶向赤道的移動而增加，這種模式在陸地和海洋中同時存在，從哺乳動物和鳥類，到螞蟻甚至樹木，在各種動植物群中都有記錄。
生物多樣性緯度梯度性的一個代表性例子：陸地脊椎動物的物種多樣性變化。紅色代表最高，藍色代表最低。| 圖片來源：Mannion, P. D., Upchurch, P., Benson, R. B. J. & Goswami, A., based on work by Clinton Jenkins via Wikimedia Commnons under CC BY
儘管這種模式在今天如此明顯，但生物多樣性在不同緯度的分佈，也就是生物多樣性的緯度梯度性，並不一直都是這樣。相關研究表明，在地球歷史上的某些時期，物種多樣性在遠離赤道的緯度上反而可能是最高的。
學術界提出了幾種不同的假說來解釋為什麼高生物多樣性聚集出現在某些特定的緯度上。但無論是在今天，還是在地質記錄所顯示的地球歷史上，氣候通常都會被視為一種關鍵的驅動因素。氣候在許多方面影響著生物，包括它們的生存地、繁殖時間，甚至它們如何控制自己的內部過程，比如體溫調節。
現代生物多樣性在低緯度的赤道地區達到巔峰，比如亞馬遜和中非的熱帶雨林。這種模式更有可能在“冰室”時期的歷史記錄中被發現，那時，兩極同時出現冰蓋，就和今天差不多。
然而，在被稱為“溫室”地球狀態的更溫暖的時期中，記錄中可能會出現雙峰分佈的模式。也就是說，在兩條帶狀區域中生物多樣性最高，它們出現在地球的中緯度地區，也就是赤道以南和以北約25°和65°之間的區域。
生物多樣性隨緯度的變化往往與大滅絕事件有著緊密聯絡。如今的地球面臨著氣候變化、棲息地喪失和全球生物多樣性減少的問題，瞭解幾億年來生物多樣性緯度性變化的原因，對我們至關重要。
回顧地質時代，我們會發現一幅令人震驚的圖景，讓我們認識到如果無法解決全球氣溫上升的問題，我們將失去什麼。
化石記錄為我們提供了認識地球古代生物多樣性的最佳視窗。但是，從化石記錄中估計生物多樣性的模式並不容易，因為它充滿了缺失和不完整的資訊，限制了我們的理解。
但在過去的二十年裡，新的分析技術使得古生物學家能夠從零星的資料中估計史前生物多樣性的模式。近年來，這些先進的技術揭示了2億年前，在有記錄以來最具破壞性的大滅絕事件之後，多樣性的緯度性是什麼樣子的。
二疊紀末期的大滅絕事件發生在約2.51億年前，它導致了地球上超過80%的物種滅絕。滅絕事件是由大範圍火山爆發後不穩定氣候造成的。那時，以及隨後三疊紀時期的5000萬年間，全球大陸被“拼”成了一個單一的大陸，也就是泛大陸。
這一時期的氣候比現在更熱、更乾旱，赤道周圍存在著廣闊的沙漠。極地地區沒有冰蓋，而是呈現一種溫帶氣候，就像我們今天的中緯度地區那樣。與此同時，海洋生命不僅要承受赤道附近海面溫度高達40攝氏度的溫度，還要面臨氧氣水平下降和海洋酸化的影響。
二疊紀末的大滅絕之後一段時間迎來了復甦時期。最近的一項研究發現，在三疊紀的大部分時間（2.01-2.51億年前），海洋的多樣性緯度性梯度與今天很相似。
海洋生物多樣性。| 圖片來源：Carljohnthegreat via Wikimedia Commons under CC BY-SA
然而，在大滅絕事件之後不久，一種平緩的生物多樣性梯度模式出現了。在任何緯度上，物種多樣性都沒有出現峰值，這是由於極端變暖和海洋缺氧（海水中氧氣耗盡），赤道附近的物種滅絕率很高。
在陸地上，在大滅絕中倖存下來的脊椎動物很快形成了雙峰模式，最高峰出現在北半球的低緯度地區，而次高峰出現在南半球的中緯度地區。這種模式的形成很可能由泛大陸的極端氣候條件驅動，包括高溫和季節性強降雨，與“巨型季風”的形成有關。
在三疊紀後期，隨著另一次大滅絕事件的臨近，大多數陸地脊椎動物，包括早期哺乳動物和早期恐龍，在赤道以北和以南的中緯度地區表現出了高度的多樣性。這種模式類似於大滅絕之前的二疊紀時期陸地脊椎動物的記錄。
偽鱷類。| 圖片來源：Dallas Krentzel via Flickr under CC BY
但其中一個例外是偽鱷類（pseudosuchian），也就是由鱷目動物及其化石親緣物種組成的群體。有趣的是，儘管其他物種的生物多樣性的緯度性在隨後的2億年中發生了變化，到達了今天的赤道，但在偽鱷類的整個進化史中，它們的生物多樣性一直在低緯度地區保持著最高水平。
這可能是由於它們的生理特徵，特別是耐高溫的特點。爬行動物是變溫動物，也就是常說的“冷血”生物，它們依靠外界環境來調節體溫。如今，鱷和其他爬行動物被限制在世界上溫度更高、更穩定的地區，它們的化石近親可能同樣如此。
這些對過去大滅絕事件的洞察對於理解地球上目前生物多樣性區域是如何變化的至關重要。隨著全球氣溫持續上升，一些研究預測物種將從赤道地區向兩極擴散。然而，如果變化的速度過快，它們就有滅絕的風險。
其他一些人認為，全球變暖也許會導致不同緯度的氣候變得更加相似，從而可能在中緯度地區創造出生物多樣性的峰值。已經有證據表明，在過去的50年裡，海洋生物多樣性的緯度性變得越來越趨近於雙峰模式。
科學家認為，所謂的“第六次大滅絕”迫在眉睫，我們更加需要一種長期的視角理解如何在未來維持地球的生物多樣性。
#創作團隊：
原文作者：Emma Dunne（伯明翰大學地理、地球和環境科學學院博士後研究員）
Bethany Allen（利茲大學地球與環境學院博士生）
編譯：毛尖尖
#參考來源：
https://theconversation.com/prehistoric-creatures-flocked-to-different-latitudes-to-survive-climate-change-the-same-is-taking-place-today-163309
#圖片來源：
封面：J.T. Csotonyi via Wikimedia Commons under CC BY-SA
