化石个体中环境依赖性发育可塑性的检测及其对物种演化的启示

研究人员通过耦合计算机断层扫描(CT)和激光剥蚀电感耦合等离子体质谱(LA-ICP-MS)技术，对宏孔浮游有孔虫(Macroperforate planktonic foraminifera)三个姐妹种的发育轨迹进行环境依赖性研究。发现壳体生长速率与Mg/Ca重建的钙化温度呈负相关，且物种间热敏感性差异显著，为理解表型可塑性在深时演化中的作用提供了新方法。

　　

化石记录虽能揭示地球生物多样性的大尺度变化，但其时间分辨率往往过于粗糙。这项突破性研究通过创新性地结合高分辨率CT扫描和LA-ICP-MS技术，在数百万年前的浮游有孔虫化石中捕捉到个体发育与环境变化的精妙关联。

研究团队聚焦宏孔有孔虫三个姐妹种——门氏有孔虫(Menardella)的壳体发育特征。这些微小生物的碳酸钙壳体如同"时间胶囊"，完整记录了个体发育全过程(ontogeny)及其生存环境信息。通过建立广义加性混合效应模型(GAMM)，发现不同物种的体细胞生长速率与基于Mg/Ca比值重建的温度呈显著负相关：门氏缘壳种(M. limbata)和细门氏种(M. pertenuis)的热敏感性是纤细门氏种(M. exilis)的两倍。

有趣的是，这种温度依赖性生长模式在壳体结构形状特征中并未显现。该研究开创性地证明，利用化石记录检测发育可塑性(developmental plasticity)完全可行。这套方法可广泛应用于其他生物化石研究，为揭示环境驱动的性状变异如何塑造地球生命演化史提供了革命性工具。