DOI: https://doi.org/10.5194/bg-23-1181-2026
تاريخ النشر: 2026-02-10
المؤلف: William J. Foster وآخرون
الموضوع الرئيسي: علم الحفريات والطبقات الأحفورية
نظرة عامة
تبحث الدراسة في الاستجابات البيئية للرخويات البحرية خلال أزمة المناخ في العصر البرمي-الترياسي، باستخدام بيانات عالية الدقة على مستوى العينات من تشكيلات بيليروفون وورفن في دولوميت، إيطاليا. تشير النتائج إلى حدوث تغيير كبير على مستوى الأنواع، حيث تكون الأنواع الجديدة التي تطورت أصغر عمومًا، بينما لا تظهر الأنواع الثلاثة الباقية أي تغييرات كبيرة في حجم الجسم. يتحدى هذا “تأثير ليليبوت”، الذي يفترض أن الأنواع تعاني من قزم داخلي خلال أزمات المناخ؛ بدلاً من ذلك، يُعزى الانخفاض الملحوظ في الحجم على مستوى الجنس إلى ظهور أنواع أصغر بدلاً من انخفاض الحجم بين الأنواع الموجودة.
تحدد الدراسة مرحلتين من استعادة حجم الجسم على مستوى الجنس بعد الانقراض. المرحلة الأولى، التي تحدث في أواخر جريسباخ، تتميز بزيادة في حجم الأنواع الموجودة، بينما تتضمن المرحلة الثانية، في أوائل سباثيان، تطور أنواع أكبر. على الرغم من أن العوامل غير الحيوية المحددة التي تؤثر على هذه الديناميات لا تزال غير واضحة بسبب البيانات المحدودة، يُقترح أن درجات حرارة مياه البحر العالية وتوافر المغذيات هي مساهمات محتملة. بالإضافة إلى ذلك، يبدو أن حدث الانقراض الجماعي قد أثر بشكل كبير على التفاعلات الحيوية، مما أثر بشكل أكبر على هيمنة الأنواع الأصغر خلال العصر الترياسي المبكر. بشكل عام، تشير النتائج إلى أنه بينما قد تحدث انخفاضات في الحجم خلال أزمات المناخ، إلا أنها لا تتنبأ بالضرورة بانخفاض حجم الجسم على مستوى الأنواع استجابةً للاحتباس الحراري الشديد.
مقدمة
في المقدمة، يؤكد المؤلفون على أهمية فهم أزمات المناخ الماضية للتنبؤ بالاستجابات البيئية للأنظمة البيئية البحرية تجاه التحديات المعاصرة المتعلقة بالمناخ والتنوع البيولوجي. يجادلون بأنه بينما يمكن أن توفر الأحداث المناخية التاريخية رؤى، فإن تطور الأنظمة البيئية البحرية يعقد تحديد الاستجابات البيئية المتسقة. ومن الجدير بالذكر أن “تأثير ليليبوت”، الذي يتميز بانخفاض حجم الجسم لل ectotherms البحرية خلال الأحداث الحرارية المفرطة، يتم تسليط الضوء عليه كاستجابة تنبؤية محتملة. ومع ذلك، يشير المؤلفون إلى أن هذه الاستجابة ليست ملحوظة عالميًا، مع وجود نقاشات حول الآليات وراء تغييرات حجم الجسم ونقص البيانات الشاملة حول ديناميات الحجم عبر أزمات المناخ المختلفة.
يركز المؤلفون بشكل خاص على أزمة المناخ في العصر البرمي-الترياسي، وهو حدث حراري مفرط كبير أدى إلى أعلى معدلات الانقراض للأنواع البحرية في الفانيروزويك. يشيرون إلى أنه بينما أصبحت بعض الأنواع، مثل الرخويات والـ foraminifera، مهيمنة في الأنظمة البيئية البحرية الضحلة قبل هذا الانقراض، تظل الدراسات عالية الدقة حول استجابات حجم الجسم خلال هذه الفترة محدودة. لمعالجة هذه الفجوة، يستخدم المؤلفون سجلًا جديدًا للرخويات من دولوميت (إيطاليا)، وهي منطقة معروفة بسجلاتها الباليوانتولوجية والجيوكيميائية الواسعة المتعلقة بأزمة البرمي-الترياسي. تهدف هذه الدراسة إلى تقديم رؤى حاسمة حول استجابة حجم الجسم للرخويات خلال هذا الحدث المناخي الهام.
طرق البحث
في هذه الدراسة، تم الحصول على عينات الرخويات بشكل أساسي من أبحاث سابقة، بما في ذلك برينوث وبوزناتو (2023)، مع بيانات إضافية من بروغليو لوريغا وميرابيلا (1986)، هوفمان وآخرون (2015)، وفوستر وآخرون (2020). تم إجراء العمل الميداني في عضو ماذين من تشكيل ورفن، وتم دمج القياسات من الدراسات السابقة لإنشاء مجموعة بيانات شاملة. تم ضمان الاتساق التصنيفي من خلال توحيد تحديدات الأنواع، مثل إعادة دمج أسماء مختلفة تحت Claraia sp. تم أخذ قياسات ارتفاع القشرة وعرضها إلى أقرب 0.1 مم، وتم حساب المتوسط الهندسي وتحويله إلى لوغاريتمي للتحليل. قامت الدراسة بتحليل عينات الرخويات من 27 موقعًا عبر دولوميت، وربطها بناءً على التسلسلات الطبقية من تسلسل البرمي-الترياسي.
تم استخدام تحليلات إحصائية، بما في ذلك اختبار كروسكال-واليس غير المعلمي واختبارات مان-ويتني U، لتقييم الفروق في أحجام الجسم عبر الفترات الزمنية. استخدمت الدراسة نهجًا ضمن الأنواع وبين الأنواع لتفكيك تغييرات حجم الجسم إلى مكونات تتعلق بالاختفاء التصنيفي، والتغييرات داخل السلالة، وظهور أنواع جديدة. أظهرت النتائج انخفاضًا كبيرًا في أحجام تجمعات الجسم، مدفوعًا بظهور أنواع أصغر، بينما أظهرت بعض الأجناس تغييرات ملحوظة في الحجم. كما سلطت النتائج الضوء على الفروق البيئية في استجابات حجم الجسم بين الأجناس الباقية، مما يشير إلى أن المواطن البيئية قد تؤثر على أنماط الاستعادة بعد الانقراض. بشكل عام، توفر الدراسة رؤى حول ديناميات تغييرات حجم الجسم للرخويات عبر حدث الانقراض في البرمي-الترياسي.
مناقشة
تناقش البحث السياق الجيولوجي والبيئي لدولوميت خلال الانتقال من البرمي إلى الترياسي، مع تسليط الضوء على الخصائص الرسوبية الفريدة للمنطقة والحفاظ على الأنظمة البيئية البحرية. تؤكد الدراسة على أن دولوميت، التي هي جزء من جبال الألب الجنوبية، شهدت تشوهًا تكتونيًا محدودًا، مما سمح بالحفاظ الاستثنائي على الانتقالات من السواحل إلى أحواض المنصات. تشير النتائج إلى أن حدث الانقراض الجماعي عند حدود البرمي-الترياسي لم يؤثر بشكل موحد على أحجام الجسم عبر الأنواع؛ بينما لوحظ انخفاض في حجم الجسم على مستوى الجنس، ظلت أحجام الأنواع مستقرة أو زادت قليلاً، مما يتحدى فرضية “تأثير ليليبوت” التقليدية.
تستكشف الدراسة الآليات وراء تغييرات حجم الجسم، كاشفة عن تفاعل معقد بين العوامل غير الحيوية والحيوية. تشير الأبحاث إلى أن الضغوط البيئية، مثل تقلبات درجات الحرارة والاحتمالية المحتملة لنقص الأكسجين، أثرت على النطاق الهوائي للكائنات البحرية، مما أثر بدوره على النمو والتكاثر. ساهمت العوامل الحيوية، بما في ذلك إعادة هيكلة الأنظمة البيئية البحرية وهيمنة الرخويات الصغيرة، في الديناميات الحجمية الملحوظة. تختتم الدراسة بأن التطور التفضيلي للأنواع الأصغر حجمًا بعد الانقراض كان نتيجة لكل من الصفات الموروثة والاستجابات التكيفية للظروف البيئية المتغيرة، مما يبرز الحاجة إلى مزيد من التحليل النشوي لتوضيح استمرارية السلالة والتفاعلات البيئية خلال هذه الفترة الحرجة.
DOI: https://doi.org/10.5194/bg-23-1181-2026
Publication Date: 2026-02-10
Author(s): William J. Foster et al.
Primary Topic: Paleontology and Stratigraphy of Fossils
Overview
The research investigates the ecological responses of marine bivalves during the Permian-Triassic climate crisis, utilizing high-resolution specimen-level data from the Bellerophon and Werfen formations in the Dolomites, Italy. Findings indicate a significant turnover at the species level, with newly evolved species generally being smaller, while the three surviving species exhibit no significant changes in body size. This challenges the “Lilliput effect,” which posits that species experience intraspecies dwarfing during climate crises; instead, the observed size reduction at the genus level is attributed to the emergence of smaller species rather than a decrease in size among existing species.
The study identifies two phases of genus-level body size recovery post-extinction. The first phase, occurring in the late Griesbachian, is characterized by size increases in existing species, while the second phase, in the early Spathian, involves the evolution of larger species. Although the specific abiotic factors influencing these dynamics remain unclear due to limited proxy data, high seawater temperatures and nutrient availability are suggested as likely contributors. Additionally, the mass extinction event appears to have significantly impacted biotic interactions, further influencing the dominance of smaller species during the Early Triassic. Overall, the results indicate that while size reductions may occur during climate crises, they do not necessarily predict a species-level body size reduction in response to extreme warming.
Introduction
In the introduction, the authors emphasize the importance of understanding past climate crises to predict the ecological responses of marine ecosystems to contemporary climate and biodiversity challenges. They argue that while historical climate events can provide insights, the evolution of marine ecosystems complicates the identification of consistent ecological responses. Notably, the “Lilliput effect,” characterized by a reduction in body size of marine ectotherms during hyperthermal events, is highlighted as a potential predictive response. However, the authors note that this response is not universally observed, with debates surrounding the mechanisms behind body size changes and a lack of comprehensive data on size dynamics across different climate crises.
The authors specifically focus on the Permian-Triassic climate crisis, a significant hyperthermal event that resulted in the highest extinction rates of marine taxa in the Phanerozoic. They point out that while certain taxa, such as bivalves and foraminifera, became dominant in shallow marine ecosystems prior to this extinction, high-resolution studies on body size responses during this period remain limited. To address this gap, the authors utilize a novel bivalve record from the Dolomites (Italy), a region recognized for its extensive paleontological and geochemical records related to the Permian-Triassic crisis. This study aims to provide critical insights into the body size response of bivalves during this significant climate event.
Methods
In this study, bivalve specimens were primarily sourced from previous research, including Prinoth and Posenato (2023), with additional data from Broglio Loriga and Mirabella (1986), Hofmann et al. (2015), and Foster et al. (2020). Fieldwork was conducted in the Mazzin Member of the Werfen Formation, and measurements from earlier studies were incorporated to create a comprehensive dataset. Taxonomic consistency was ensured by standardizing species identifications, such as recombining various names under Claraia sp. Measurements of shell height and width were taken to the nearest 0.1 mm, and the geometric mean was calculated and log-transformed for analysis. The study analyzed bivalve specimens from 27 localities across the Dolomites, correlating them based on stratigraphic sequences from the Permian-Triassic succession.
Statistical analyses, including the non-parametric Kruskal-Wallis test and Mann-Whitney U tests, were employed to assess differences in body sizes across time intervals. The study utilized a within-and among-taxa approach to dissect body size changes into components related to taxonomic disappearance, within-lineage changes, and the appearance of new taxa. Results indicated a significant decrease in assemblage body sizes, driven by the origination of smaller species, while certain genera exhibited notable size changes. The findings also highlighted ecological differences in body size responses among surviving genera, suggesting that ecological niches may influence recovery patterns post-extinction. Overall, the study provides insights into the dynamics of bivalve body size changes across the Permian-Triassic extinction event.
Discussion
The research discusses the geological and ecological context of the Dolomites during the Permian-Triassic transition, highlighting the region’s unique sedimentological characteristics and the preservation of marine ecosystems. The study emphasizes that the Dolomites, part of the Southern Alps, experienced limited tectonic deformation, which allowed for the exceptional preservation of coastal to platform-basin transitions. The findings indicate that the mass extinction event at the Permian-Triassic boundary did not uniformly affect body sizes across taxa; while a genus-level reduction in body size was observed, species-level sizes remained stable or increased slightly, challenging the traditional “Lilliput effect” hypothesis.
The mechanisms behind body size changes are explored, revealing a complex interplay of abiotic and biotic factors. The research suggests that environmental stressors, such as temperature fluctuations and potential deoxygenation, influenced the aerobic scope of marine organisms, thereby affecting growth and reproduction. Biotic factors, including the restructuring of marine ecosystems and the dominance of small-bodied bivalves, further contributed to the observed size dynamics. The study concludes that the preferential evolution of smaller-sized species post-extinction was a result of both inherited traits and adaptive responses to changing environmental conditions, underscoring the need for further phylogenetic analysis to clarify lineage continuity and ecological interactions during this critical period.