聖塔非研究所

間斷的非平衡和利基保守主義解釋了顯生宙的生物多樣性波動(包括補充)

2026-03-18 · 工作論文 · 更新 2026/03/18 上午11:28

摘要 生物多樣性的大大小小的波動在化石記錄中普遍存在,但我們並不了解產生它們的過程。在這裡,我們使用非平衡統計物理學理論的新穎擴展來證明宏觀進化的三個普遍特性——間斷的適應性輻射、生態位保守性以及由此產生的類群之間多樣化率的異質性——足以解釋以前未解釋的顯生宙多樣性波動的肥尾形式。利用這種被稱為超級統計的理論,我們將分類目識別為很大程度上自主的演化單位,每個單位都可能經歷自己獨…

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論文資訊

  • 類型:工作論文
  • 編號:工作論文 #11
  • 日期:2026-03-18

摘要

生物多樣性的大大小小的波動在化石記錄中普遍存在,但我們並不了解產生它們的過程。在這裡,我們使用非平衡統計物理學理論的新穎擴展來證明宏觀進化的三個普遍特性——間斷的適應性輻射、生態位保守性以及由此產生的類群之間多樣化率的異質性——足以解釋以前未解釋的顯生宙多樣性波動的肥尾形式。利用這種被稱為超級統計的理論,我們將分類目識別為很大程度上自主的演化單位,每個單位都可能經歷自己獨特且保守的適應性景觀區域。與目之間主要生態和進化創新的起源相比,背景起源和滅絕之間的時間尺度分離使得目內動態達到平衡,而目之間的多樣化是非平衡的,由主要進化創新驅動。與其他使用簡單的生滅過程、平衡動力學或複雜性科學的非線性理論的方法相比,超級統計在解釋化石多樣性的小波動和極端波動方面具有優越性。它的成功開闢了新的研究方向,以更好地理解從社會到物理再到生物的不同感興趣系統中非平衡動力學的普遍性質。具體而言,在生物學案例中,研究的動機是了解導致秩序層級佔據在適應性景觀中停滯不前的演化過程,並被秩序之間的創新所打斷。