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研究顯示橫斷山高寒植物多樣性的積累始于早漸新世

西藏-喜馬拉雅-橫斷山地區地形圖。圖中照片分別代表了選擇的18個類群(順時針從上到下依次為:大黃屬,火絨草屬,風毛菊屬,柳屬,石竹目,香青屬,龍膽屬,虎耳草屬,

西藏-喜馬拉雅-橫斷山地區地形圖。圖中照片分別代表了選擇的18個類群(順時針從上到下依次為:大黃屬,火絨草屬,風毛菊屬,柳屬,石竹目,香青屬,龍膽屬,虎耳草屬,翠雀族,馬先蒿屬,蔥屬,杜鵑花屬,報春花亞科,紅景天屬,葶藶屬,雀兒豆屬,綠絨蒿屬和棱子芹屬)。餅狀圖表示所有取樣的類群中高寒物種在每個地區所占的比例。紅色的圓點代表用于重建古高程或者關鍵地質事件的地點。它們分別是:1=凱拉斯,2=恰布林,3=林周,4=尼瑪,5=倫坡拉,6=芒康,7=劍川,8=珠穆朗瑪峰,9=南木林,10=札達,11=貢嘎山,12=長江。

(神秘的地球uux.cn報道)據中國科學院西雙版納熱帶植物園(星耀武 丁文娜):高寒植物是高山隆升后植物適應極端或極限生存環境的產物,在嚴酷的自然環境中,高寒植物進化出特殊的抗寒、抗旱、抗紫外線的機制,是人類重要的基因寶庫。全球高寒生物區約有10000種高等植物,研究高寒地區生物多樣性的起源與演變及對環境變化的響應,不但可以認識山地多樣性形成的過程,而且還可以用來預測未來氣候變化對高寒植物多樣性的影響。 

高寒生物區是地球上海拔最高的陸地生態系統,主要分布在青藏高原及周邊喜馬拉雅和橫斷山,落基山脈,安第斯山,阿爾卑斯山等地區。橫斷山區位于青藏高原東南緣,金沙江、瀾滄江、怒江三條大江在其間并行奔流,形成了高差懸殊的復雜地貌及垂直分布明顯的植被帶。橫斷山的高寒生物多樣性,是生物多樣性熱點地區中的熱點,其多樣性形成歷史及對環境變化的響應對于認識全球植物多樣性分布格局有重要意義。 

為了回答橫斷山高寒地區植物多樣性的起源時間,成分來源及其驅動因素,深入解析該地區的多樣性演化過程,揭示其與環境變化之間的關系,中國科學院西雙版納熱帶植物園星耀武研究員指導博士研究生丁文娜,選取橫斷山及其鄰近地區高寒生物區18個被子植物類群3798種植物,整合地理分布區和生物區的演化建立了一個新的生物地理模型,分別計算不同地區就地演化速率和遷移速率以及多樣性隨時間的積累,從而推斷橫斷山、喜馬拉雅和青藏高原高寒生物區是如何形成和演變的。 

研究結果顯示,橫斷山高寒植物多樣性的積累始于早漸新世,分別在距今2300萬年至1500萬年和1000萬年至700萬年兩個時期就地演化速率加快,是新近紀的降溫、造山運動與季風演化共同作用的結果。橫斷山高寒生物區不僅具有較高的就地演化速率也是其他高寒地區植物多樣性的主要來源,尤其在近250萬年以來,從橫斷山高寒地區擴散到喜馬拉雅和青藏高原高寒地區的速率明顯加快,表明在氣候明顯波動的第四紀,橫斷山地區是高寒植物的重要避難所。青藏高原及周邊喜馬拉雅和橫斷山地區豐富的高寒植物多樣性是在漫長而復雜的造山和氣候變化驅動下,通過擴散過程、高寒生物區的擴張以及就地物種形成事件積累下來的。橫斷山不僅是高寒物種起源和分化的搖籃,還是喜馬拉雅和青藏高寒多樣性的主要來源,相關研究成果于7月31日在線發表在國際權威學術期刊《科學》雜志。 

相關報道:科學家最新研究發現 橫斷山高寒植物多樣性的積累始于3000萬年前

(神秘的地球uux.cn報道)據人民日報(楊振):高寒植物是高山隆升后植物適應極端或極限生存環境的產物。在嚴酷的自然環境中,高寒植物進化出特殊的抗寒、抗旱、抗紫外線的機制,是人類重要的基因寶庫。全球高寒生物區約有1萬種高等植物,研究高寒地區生物多樣性的起源與演變及對環境變化的響應,不但可以認識山地多樣性形成的過程,還可以用來預測未來氣候變化對高寒植物多樣性的影響。

青藏高原及周邊的橫斷山和喜馬拉雅山區被稱為世界屋脊和第三極,擁有全球海拔最高的高寒生態系統及最豐富的高寒植物多樣性。此前,科學界根據不同的研究方法得到的結果顯示,青藏高原及周邊的橫斷山和喜馬拉雅山區的高寒生物多樣性的形成時間可能很古老也可能很年輕,這成為一個長期困擾科學界的謎。

日前,來自中國科學院西雙版納熱帶植物園的星耀武研究團隊揭開了這一謎底。研究發現,橫斷山高寒植物多樣性的積累始于早漸新世(距今約3000萬年),是世界上已知起源最早的高寒生物區。該研究成果于近日在線發表在國際權威學術期刊《科學》雜志。

為了回答青藏高原及周邊的橫斷山和喜馬拉雅山區高寒地區植物多樣性的起源時間及成分來源,從而深入解析該地區的多樣性演化過程,揭示其與環境變化之間的關系,研究人員選取橫斷山及其鄰近高寒生物區多樣性較高的18個被子植物類群共計3798種植物,整合地理分布區和生物區的演化建立了一個新的生物地理模型,分別計算不同地區就地演化速率和遷移速率以及多樣性隨時間的積累。

研究結果顯示,橫斷山高寒植物多樣性的積累自3000萬年前開始,之后,分別在距今2300萬年至1500萬年和1000萬年至700萬年兩個時期就地演化速率加快,是新近紀(距今2300萬年到260萬年)降溫、造山運動與季風演化共同作用的結果。除就地演化外,橫斷山高寒植物多樣性的另一主要來源是非高寒植物(中低海拔)遷移至高寒生物區適應性演化而來,而喜馬拉雅和青藏高原的高寒類群主要來源都是橫斷山,橫斷山分別貢獻了遷入喜馬拉雅和青藏高原高寒類群總量的42%和44%。因此,橫斷山不僅是保存該地區最豐富高寒物種的博物館,也是整個青藏—喜馬拉雅—橫斷山地區高寒生物多樣性起源的搖籃。

研究人員認為,橫斷山高寒地區種子植物達3000種以上,約占全球高山植物的30%。高寒生物多樣性形成歷史,對認識與其毗鄰的青藏高原和喜馬拉雅的生物多樣性形成歷史至關重要,并且在其中扮演了非常關鍵的角色。(中國科學院西雙版納熱帶植物園供稿)




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