研究探索古代棘皮动物形状的多样性

棘皮动物的形状多种多样，从沙钱到海星、羽毛状海百合和针垫状海胆。

如今，现存的棘皮动物有 5 个类群，但曾经有 30 多个，其中一些看起来非常奇怪。

宾厄姆顿大学地球科学助理教授莎拉·谢菲尔德说：“那些已经灭绝的物种拥有这些奇怪的身体形态，非常奇怪的东西，比如巨大的手臂或形状像低音吉他的身体。” “我们并不完全理解为什么它们在形态上如此多样化。”

这就是谢菲尔德想要找出的答案。这位古生物学家出生于北卡罗来纳州，本学期途经佛罗里达州来到宾厄姆顿，她在南佛罗里达大学地球科学学院学习了六年。她获得了美国国家科学基金会的资助，用于研究古代棘皮动物——哪些物种幸存下来，哪些物种的范围扩大或缩小。

科学家们还不知道不同类型的棘皮动物在进化上如何相互关联，也不知道海洋条件对体型的影响。她承认，海星的身体平均有超过一百万块，而在化石记录中找到所有这些碎片的机会很小。

“我的第一份工作是弄清楚它们之间的关系。这需要在实地或博物馆中观察大量化石，寻找我们以前可能没有见过的模式，然后再前往世界上尚未探索过化石的地区，”谢菲尔德说。

如今，棘皮动物通常生活在更深的水中。过去，有些生活在较浅的海域。科学家们还不知道是什么促使了这种转变，例如温度或海洋化学成分的变化。

多年来，他们经历了许多环境变化。谢菲尔德解释说，4 亿年前的气候要温暖得多，海平面比现在高 200 米。大约2.5亿年前，这个炎热的地球经历了二叠纪-三叠纪灭绝，通常被称为“大灭绝”。96%的海洋物种和70%的陆地物种被消灭。在其他较冷的时期，冰川作用到达赤道附近。

“如果我们看到哪些身体计划幸存下来，哪些没有，我们就有可能预测未来的生物多样性可能是什么样子，”她说。

作为一名古生物学家，谢菲尔德着眼于地球深处的过去，但她也通过强调多样性、公平性和包容性，着眼于该学科的未来。

实验室和现场的公平性

从历史上看，地球科学是提取性的。地质学家经常在未经土著居民许可的情况下进入实地并拿走东西。谢菲尔德指出，美国向西扩张的许多领导人在绘制地质图的同时，也驱逐了原住民。古生物学家还挖出化石并将其带回实验室进行研究，通常不会将它们送回原产国 - 这就是为什么，例如，研究摩洛哥化石记录的一些最佳地点在美国。

“这造成了很多不平等，因为科学研究的资金不一定在进行科学研究的地方。我们正在从其他国家获取科学和文化资源，”她说。

不平等还以其他方式存在。许多地质学学位课程都需要实地课程;例如，想象一下，在夏天花六个星期的时间去西部徒步旅行。

身体残疾的学生、经济困难的学生、儿童或有照顾和专业责任的学生都不能参加。一些学生在可能进行实地考察的农村地区也可能感到不安全。

这个问题与谢菲尔德大学本科生的经历有关。她需要获得特别许可才能选择退出所需的六周实地课程并在主学期参加课程。

“我上大学时获得了全额、基于需求的奖学金，而基于需求的奖学金不包括暑期课程。我付不起几千美元的学费，”她说。

谢菲尔德发表了关于地球科学组织如何反种族主义并使该领域更具包容性的研究。其中一项建议是取消实地考察营的要求，将基于实验室的职业建设课程作为实地课程的同等替代方案，并且更能反映该领域基于计算机的现实。

她指出，排除声音最终不利于科学的跨学科和协作性质以及知识的扩展。

“当我们提出这些类型的要求时，我们必须问自己：我们是否在告诉人们他们不能成为地质专业的学生?当我们这样做时，我们将谁的声音排除在地质学之外?” 谢菲尔德问道。“我们从一开始就自动排除了一些人。”