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《中國科學報》科研人員揭示歐亞大陸和北美大陸間生物擴散規律
更新日期: 2019-03-21 作者: 文章來源:
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 近日,中國科學院成都生物所李家堂团队研究发现,数千万年前连接欧亚大陆和美洲大陆的白令路桥,其形成和相关气候变化直接影响两大陆之间动植物分布格局和扩散方向。研究成果于3月20日在线发表于《国家科学评论》。

 團隊基于“白令陸橋作爲生物擴散通道”的大量前期研究,基于時間矯正的分子系統發育關系和DEC模擬的地理分布格局,整合分析了跨越白令陸橋的雙向擴散事件,研究涉及了包括植物,脊椎、無脊椎動物和真菌在內的大量類群及其相應的大量擴散時間,包括6次兩棲動物擴散事件,10次爬行動物擴散事件,5次真菌擴散事件,9次無脊椎動物擴散事件,5次哺乳動物擴散事件和57次植物擴散事件開展了深入的探索。結果表明共61次從歐亞大陸向北美大陸和31次北美大陸向歐亞大陸的擴散事件,揭示了歐亞大陸和北美大陸之間存在長時間的不對稱量級的生物擴散交流。

 研究進一步揭示了歐亞大陸和北美大陸之間隨時間變化的動態模式。在從歐亞大陸到北美大陸的方向上,約65百萬年前以來的溫暖氣候使這一方向的物種擴散事件不斷增加,在經曆始新世-漸新世邊界的冰期氣候惡化事件時,擴散事件增速急劇降低,之後氣候回暖,擴散事件進一步增加,直到達到峰值。此後的降溫事件以及東亞季風氣候的形成,造成了擴散事件的下降,雖然在中新世氣候平台期有一次減緩,但總體下降趨勢不變。

 在从北美大陆到欧亚大陆的方向上,扩散事件数目在约65 百万年以来的温暖气候影响下不断升高,经历约35 百万年的冰期气候恶化事件时,干燥的林地草原广泛分布于北美西部地区,由此导致的北美生物类群的更替解释了这一时期扩散事件的减少,直接造成了与欧亚大陆向北美大陆方向扩散事件的整体差异。随着气候回暖,扩散事件缓慢增加,在约15 百万年再次达到峰值,随后降温事件导致了总体的下降趋势。

 研究還進一步揭示了歐亞大陸和北美大陸之間不同生物類群的擴散事件具有不同的高峰期。由于在古新世和始新世早期,混合落葉闊葉林和常綠亞熱帶森林的北方熱帶植物區系帶廣泛分布于北半球,白令陸橋在這段時間是主要的擴散通道,此時適應溫暖環境的生物類群包括兩棲動物、爬行動物和昆蟲在這期間的擴散事件中占主導地位,兩棲動物的擴散非常顯著。昆蟲、爬行動物、兩棲動物和真菌在兩大陸間的生物交換發生的時間比植物和哺乳動物更早。

 李家堂表示,在歐亞大陸和北美大陸地區不斷變化的環境條件,以及相關動植物類群的系統發育多樣性,是歐亞大陸和北美大陸之間不對稱生物交換模式産生的主要原因。在整個新生代期間,從歐亞大陸到北美大陸的物種擴散事件比北美大陸到歐亞大陸的物種擴散事件普遍較多,這些不對稱性主要體現在始新世末期和中新世期間較寒冷的時間。

 相关論文信息:https://doi.org/10.1093/nsr/nwz035 


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