一种考量物种对灾难性气候变化差异化演化响应的灭绝模型

大灭绝是地球生命史上的一种现象，指相当数量的物种在相对较短的时期内灭绝。灭绝的规模因事件而异，最为著名的是“五大”灭绝事件，其中超过一半的物种消失。也有许多规模较小的灭绝。人们普遍认为，导致大灭绝的共同触发因素是诸如全球变暖或全球变冷之类的气候变化。然而，关于特定因素与过程的作用及潜在重要性，仍存在许多开放问题。本文中，我们开发了一个新颖的数学模型，该模型考虑了大灭绝文献中很大程度上被忽视的两个因素，即（i）浮游植物通过改变海洋表面反照率对气候的主动反馈，以及（ii）物种对气候变化的适应性演化响应。我们表明，物种是否灭绝取决于气候变化规模与演化响应速率之间微妙的相互作用。我们还表明，物种对快速气候变化的响应可表现出长瞬态动力学（假灭绝），即物种种群密度在恢复至其安全稳态值之前长期维持在较低水平。最后，我们表明模型预测的灭绝频率分布与化石记录总体一致。