李樞強研究組關於古地中海變遷重塑水生動物多樣性分布格局的研究成果在Biological Reviews發表

  古地中海(Tethys,又稱特提斯海)在6500萬年前橫貫歐亞大陸的南部地區,連通了大西洋和太平洋,青藏高原也被古地中海所覆蓋。4000萬年印度板塊、非洲板塊與歐亞的碰撞形成了阿爾卑斯-喜馬拉雅造山帶,標誌著古地中海的海退,1500萬年前阿拉伯板塊與歐亞大陸的碰撞導致古地中海的閉合,到550萬前鹽度危機促使古地中海最終消失。如今,古地中海殘跡自阿爾卑斯山、紮格羅斯山、青藏高原至中南半島,涵蓋了地中海盆地、高加索地區、喜馬拉雅山區和印度-西太平洋群島等地區。

  古地中海變遷重塑了現代海洋生物分布格局。本研究整理分析了軟體動物、甲殼動物、渦蟲、苔蘚蟲和魚等水生動物的化石及現生分布資料,提出古地中海變遷曆史中的三次重要隔離分化事件。其中6500年前大西洋的變寬阻斷了大西洋東、西兩岸的生物交流,1500萬年前古地中海閉合導致地中海和印度-太平洋生物隔離分化,300萬年前巴拿馬地峽的形成促使東太平洋和西大西洋姐妹種的獨立演化。古地中海分解為今天的東太平洋、西大西洋、東大西洋、地中海和印度-西太平洋5大生物區域。板塊運動極大地擴大了印度-西太平洋地區的淺海生境,促進生物多樣性中心從古地中海西部(現在的東太平洋和地中海盆地)轉移到印度-西太平洋地區。 

  古地中海海退為歐亞大陸生物多樣性分化提供了生態機遇。古地中海海退擴大了歐亞大陸淡水生境,為海洋動物向淡水生境轉移提供了新的生態機遇,促進歐亞大陸淡水生物生物多樣性的快速增加。本研究重點討論了甲殼動物鉤蝦和魚類從海洋到淡水不同演化模式:鉤蝦從海洋到淡水為古老的、單一起源,並占擴張到歐亞大陸內陸;而魚類等為近期的、多次從海洋到淡水的演化,隻占據了陸地邊緣。

  古地中海是中國動物區係的源頭之一。李樞強研究組圍繞古地中海變遷和青藏高原隆升等地質事件開展了水生和陸生動物多樣性起源研究,證實中國淡水鉤蝦的古地中海起源,相關研究成果於2011年發表在PNAS;對於蜘蛛的研究發現古地中海海退和青藏高原露出海麵後,新呈現的大片陸地為蜘蛛的起源與分化提供了生態機遇,相關研究成果於2017年發表在Systematic Biology

  該項研究係統闡述了古地中海變遷重塑了現代海洋和歐亞大陸淡水生物分布格局,揭示了全球生物多樣性中心從大西洋-地中海地區向印度-西太平洋地區的轉移,並最終解釋了中國水生生物物種多樣性的起源。相關文章以“Tethyan changes shaped aquatic diversification”為題於2017年10月12日在線發表在Biological Reviews期刊上(論文鏈接)。

  侯仲娥研究員為論文第一作者。該研究得到國家自然科學基金委優秀青年基金項目(31422048)和重點項目(31530067)以及東南亞生物多樣性項目(2015CASEABRI005,Y4ZK111B01)等的資助。

圖1 古地中海閉合促進地中海和印度-西太平洋區魚、軟體動物、甲殼動物和苔蘚蟲的隔離分化

圖2 古地中海海退促進海洋動物不同的登陸模式

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