密歇根州立大学研究人员彼得·威廉姆斯领导的一项新研究揭示了深度地理隔离对哺乳动物进化的深远影响。这项发表在《自然通讯》上的研究揭示了大陆之间长期的分离如何塑造了全球独特的哺乳动物群落。
该研究的主要作者彼得·威廉姆斯说：“今天的生态并非不可避免。如果很久以前存在不同的隔离因素，我们今天可能会拥有截然不同的生态系统。”威廉姆斯是综合生物学系的研究员，也是密歇根州立大学生态、进化和行为项目(EEB)的博士后研究员。
虽然气候和植被等环境因素是众所周知的生物多样性驱动因素，但这项新研究强调了隔离对哺乳动物的关键作用。
“想想树上的哺乳动物，”威廉姆斯说。“尽管气候相似，但你会在澳大利亚看到考拉，在西班牙看到松鼠。”
然而，您找不到原产于西班牙的考拉或原产于澳大利亚的松鼠。
威廉姆斯说：“这种区别源于根深蒂固的地理隔离和很久以前不同的进化路径。”
有了这个新的视角，这项研究的发现不仅仅满足了人们对自然世界的好奇心。该报告对保护工作和现代生态问题具有重大意义。
威廉姆斯说：“通过了解历史隔离如何塑造生物多样性，我们可以获得对生态系统微妙平衡的宝贵见解，并制定保护具有独特进化历史的地区的生物多样性的战略。”
“在生态学中，即使是超本地问题也需要纳入区域、大陆甚至全球过程——天气模式、洋流，或者在这种情况下，根深蒂固的地理障碍，”该研究的合著者、该研究的副教授埃莉斯·齐普金(EliseZipkin)说。综合生物学。她还是Zipkin定量生态实验室的负责人以及EEB的主任。“它们都影响着当今的自然世界。”
深度隔离塑造了哺乳动物的进化
威廉姆斯说，这项研究采用了一种新颖的方法来分析生物地理隔离，结合了一种称为“系统β多样性”的连续测量方法，该方法量化了共同的进化历史。他说，例如，将密歇根州与欧洲某个地方(也是鹿、兔子、松鼠等的家园)进行比较时，系统发育多样性会很低。
“即使它们不是同一物种，在群落层面上也有很多共同的进化历史，”威廉姆斯说。
密歇根州和澳大利亚将处于系统多样性谱的另一端。
“澳大利亚主要有有袋动物，而在密歇根州，除了负鼠之外，我们没有任何有袋动物，”他继续说道。“在社区层面上，几乎没有共同的进化历史。”
利用系统发育多样性描绘了不同区域历史上如何相互联系的细致入微的图景。
威廉姆斯说：“像澳大利亚和马达加斯加这样的偏远地区，栖息着的哺乳动物群落的多样性远低于仅根据环境所预期的多样性，而这些哺乳动物拥有独特的功能特征组合，反映了它们所采取的独特的进化路径。”“我们在当今世界看到的生物多样性模式并非不可避免，这是一个令人着迷的想法。”
隔离哺乳动物生物分化的关键因素似乎是隔离的持续时间。
像澳大利亚这样的地区，与世隔绝了30-3500万年，有足够的时间让独特的哺乳动物谱系进化。相比之下，像北美洲和南美洲这样的大陆，在270万年前的大美洲生物交汇过程中一度被分开，但又重新连接起来，它们的哺乳动物群落表现出更多的趋同性，相似的气候选择了相似的功能性状。
尽管哺乳动物的进化受到陆地隔离的严重影响，但研究表明鸟类的反应却截然不同。
鸟类具有更远距离飞行的能力，可以更轻松地克服地理障碍。鸟类种群在各大洲之间的不断流动和混合导致了全球鸟类群落的同质化，而环境因素在塑造其多样性方面发挥了更大的作用。
有趣的是，蝙蝠讲述了一个完全不同的故事。作为唯一会飞的哺乳动物群体，西半球的蝙蝠，如吸血蝙蝠和食鱼蝙蝠，与东半球的蝙蝠相比，表现出更高程度的功能多样性。研究人员认为，这可能是不同地区地貌长期分离所形成的独立进化轨迹的结果。
与其他哺乳动物不同，大多数蝙蝠不具备穿越很久以前连接阿拉斯加和西伯利亚的白令海峡陆桥的耐寒能力，导致它们持续与世隔绝，并在半球形成现代物种分化。
Zipkin实验室的团队旨在继续这一研究方向，开展更多研究，以进一步了解哺乳动物的历史以及生物地理鸿沟如何塑造我们星球上的生物群。
“这只是我们深入了解周围世界之旅的开始，”齐普金说。