研究揭示生物多樣性形成對造山與氣候變化響應的普遍規律

山地，作為地球表面最具動態變化的地質與生態系統，不僅重塑了地球的地貌格局，更成為生命演化的“加速器”。山地生物多樣性究竟如何形成，又如何響應地球表面動力與氣候演變，仍是一個充滿挑戰的地球—生命系統交叉問題。

近日，中國科學院西雙版納熱帶植物園等研究團隊，首次量化了北半球五大主要山地系統高山植物的演化歷史。

研究發現，不同山地地區的多樣化積累由不同的演化過程主導：青藏—喜馬拉雅—橫斷山（THH）以就地演化為主，五成以上的新物種在這里“就地誕生”，成為高山植物的“搖籃”；歐洲和伊朗—土耳其—高加索等高寒植物多從本地中低海拔適應發展而來；天山則大量“引進”臨近的青藏—喜馬拉雅—橫斷山（THH）等地的物種。

自漸新世以來，高寒植物區系在不同山地相繼形成，其中在中新世中晚期，多個山系均經歷了顯著的多樣化加速。這些事件與各地區造山作用及其接近現代格局的地形發育階段高度吻合。正是造山過程使地形發育到能夠形成高山生境，并顯著增加了地形復雜性，從而為新的生態分化與多樣化創造了條件，促進了北半球高山植物區系的多樣化。

自新近紀氣候變冷以來，尤其在過去約五百萬年中，高寒生境的擴張增強了環北極—高山地區適宜生境之間的連通性，促進了以北極—亞北極地區為核心的廣泛植物區系交流，使該地區成為連接歐亞與北美的重要生物地理樞紐。

不同山系在起源時間、主導機制及多樣化速率上的非同步格局表明，山地生物多樣性的形成并非遵循單一軌跡，而是多過程長期協同的結果，同時體現了其對環境變化的協同響應本質。隨著氣候與地質活動持續作用于高海拔脆弱的生態系統，深入理解過去地球環境變化與生物演化之間的相互作用，將為預測和保護山地生物多樣性提供關鍵的科學基礎。

相關研究成果以The asynchronous rise of Northern Hemisphere alpine floras reveals general responses of biotic assembly to orogeny and climate change為題，發表在《科學進展》（Science Advances）上。研究工作得到了國家自然科學基金、瑞士國家自然科學基金以及菲爾德自然歷史博物館生物信息學中心等的支持。

論文鏈接