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國家植物園科研人員揭示東亞亞熱帶地區(qū)洞穴生物的定殖規(guī)律 | 學術(shù)前沿
洞穴內(nèi)部通常光照弱、溫度恒定、濕度高，且營養(yǎng)貧瘠，是一種極為獨特的生態(tài)系統(tǒng)。洞穴內(nèi)生物繁殖能力弱、群體小，滅絕風險極大。全球洞穴系統(tǒng)孕育了大約5萬種穴居生物，但僅有7%的洞穴在自然保護區(qū)之內(nèi)。相對地表生物，人們對洞穴生物的關(guān)注則較少。東亞亞熱帶，尤其喀斯特地區(qū)，擁有豐富的洞穴系統(tǒng)，孕育了許多特有的生物，被認為是生物多樣性熱點區(qū)域。
國家植物園、中科院植物所王偉研究組以東亞亞熱帶洞穴的特有生物為研究對象，通過整合28個植物、動物和真菌類群的系統(tǒng)發(fā)育、分化時間和生物地理等分析，發(fā)現(xiàn)88%的洞穴定殖事件都發(fā)生在漸新世-中新世交界期(23 Ma)之后;絕大多數(shù)洞穴特有支系(1真菌類群除外)都起源于地表的東亞亞熱帶常綠闊葉林。洞穴定殖速率在中新世(21–5 Ma)持續(xù)增加，上新世以來(4 Ma)急劇降低?？蒲腥藛T進一步模擬東亞亞熱帶常綠闊葉林適生區(qū)的進化動態(tài)，并分析了19個化石點的古溫度、古降水變化，認為當?shù)氐牡刭|(zhì)(造山和板塊運動)、古氣候(季風和降水)以及亞熱帶常綠闊葉林的演變共同驅(qū)動了該地區(qū)洞穴生物的定殖。此外，研究還發(fā)現(xiàn)9個從洞穴生境返回地表的事件：植物1次，動物5次，真菌3次。這說明洞穴不僅是森林物種的避難所，而且是森林生態(tài)系統(tǒng)恢復的一個資源庫。
東亞亞熱帶地區(qū)洞穴生物的遷入動態(tài)
(A)遷入速率;(B)青藏高原-云貴高原海拔變化簡圖;(C)氣候和植被變化動態(tài)
該研究揭示了東亞亞熱帶地區(qū)洞穴生物的定殖規(guī)律，并解析了影響地表生物遷入洞穴的主要因素，提出的“氣候-植被-孑遺”模型可用來解釋其他同緯度地區(qū)洞穴生物的定殖式樣。該研究不僅提高了人們對洞穴生物多樣性進化歷史的理解，而且對地上、地下生物多樣性保護具有重要意義。
該研究成果于近日在線發(fā)表于國際學術(shù)刊物PNAS上。國家植物園、中科院植物所在讀博士生李小倩為該論文第一作者，王偉研究員為通訊作者。這項研究得到了中科院先導專項和國家自然科學基金的資助。
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