新聞科研進(jìn)展
近日，中國科學(xué)院水生生物研究所蔡慶華研究員團(tuán)隊(duì)在生物多樣性成因研究領(lǐng)域取得重要進(jìn)展。該研究以題為"Evolutionary Origins Override Contemporary Environmental Filtering in Shaping Terrestrial Algae Diversity"的論文，正式發(fā)表于國際知名生態(tài)學(xué)期刊《Ecology》。
生物多樣性時空格局的形成機(jī)制解析需融合當(dāng)代生態(tài)過程與歷史進(jìn)化動態(tài)的雙重視角。生態(tài)-進(jìn)化交互作用作為核心驅(qū)動力，既構(gòu)建了生物與環(huán)境間的適應(yīng)性關(guān)聯(lián)，又從根本上塑造了宏觀生態(tài)格局的表征特征。本研究提出，通過整合多維研究方法與機(jī)制導(dǎo)向的建模體系，可系統(tǒng)揭示環(huán)境因子與進(jìn)化歷史對生物多樣性格局的協(xié)同塑造機(jī)制。具體而言，該研究框架強(qiáng)調(diào)：首先需要建立連接歷史進(jìn)化過程與現(xiàn)代生態(tài)格局的橋梁，這要求同時量化環(huán)境過濾等當(dāng)代生態(tài)作用力，以及物種形成、滅絕和擴(kuò)散等關(guān)鍵歷史進(jìn)化事件的影響。在方法論層面，可采用數(shù)學(xué)建模手段構(gòu)建包含歷史約束的生物多樣性基準(zhǔn)模型，進(jìn)而解析當(dāng)代環(huán)境篩選如何在此進(jìn)化基礎(chǔ)上重塑物種分布格局。這種跨時間尺度的整合研究范式，突破了傳統(tǒng)單一時間維度分析的局限性，為深入理解生物多樣性形成的多尺度驅(qū)動機(jī)制提供了創(chuàng)新的理論視角和方法論工具。
在中國葉際氣生藻類群落的案例研究中，基于環(huán)境DNA數(shù)據(jù)的實(shí)證分析驗(yàn)證了該整合模型的適用性，揭示了多樣性格局形成過程中系統(tǒng)發(fā)育歷史與當(dāng)代環(huán)境過濾的復(fù)雜交互作用。研究結(jié)果表明，進(jìn)化歷史對該類群的物種豐富度及群落結(jié)構(gòu)的影響顯著強(qiáng)于當(dāng)代環(huán)境因素。具體而言，系統(tǒng)發(fā)育過程主導(dǎo)了物種組成的空間更替，而環(huán)境過濾則主要塑造群落的嵌套結(jié)構(gòu)模式。這一發(fā)現(xiàn)強(qiáng)調(diào)，若僅依賴當(dāng)代環(huán)境變量，將難以全面解析群落構(gòu)建的深層機(jī)制，必須整合進(jìn)化歷史視角才能準(zhǔn)確闡釋生物多樣性的形成規(guī)律。未來研究應(yīng)重點(diǎn)發(fā)展融合歷史與當(dāng)代過程的多尺度理論模型，并借助數(shù)字孿生等前沿技術(shù)實(shí)現(xiàn)動態(tài)模擬與長期監(jiān)測，從而為全球變化背景下的生物多樣性保護(hù)與生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)管理提供更精準(zhǔn)的科學(xué)依據(jù)。
本研究第一作者為生態(tài)環(huán)境部長江流域生態(tài)環(huán)境監(jiān)督管理局生態(tài)環(huán)境監(jiān)測與科學(xué)研究中心高級工程師李書印博士，通訊作者為中國科學(xué)院水生生物研究所臺灣青年訪問學(xué)者丘明智博士，該工作在中國科學(xué)院水生生物研究所蔡慶華研究員的統(tǒng)籌指導(dǎo)下完成。該工作得到了中國科學(xué)院水生生物研究所、加州大學(xué)伯克利分校、臺灣中興大學(xué)以及東京工業(yè)大學(xué)等合作單位的支持以及國家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的資助。
論文鏈接：http://dx.doi.org/10.1002/ecy.70122