大洲之间不对称的植物区系交换研究:澳大利亚后岛链和气候变化对热带亚洲和大洋洲植物区系交换的影响。
长期以来,生物洲际分布的进化动力学一直吸引生物地理学家的注意。大陆间的生物交换被认为是形成这些分布的一个因素。
此外,巴拿马地峡的形成允许北美和南美生物群之间的生物交换。热带亚洲的特点是有丰富的种子植物,并包含多个生物多样性热点地区。
然而,在邻近的大洋洲,植物丰富度相对较低,生物多样性热点地区也很少。尽管在生物多样性热点地区存在差异,但热带亚洲和大洋洲的植物区系之间有着密切的关系。
由于板块和火山活动的变形,热带亚洲和大洋洲岛屿地区的地质历史非常复杂。自中新世中期以来,火山活动和俯冲相关的变形可能导致了苏门答腊岛的海拔高度和苏拉威西岛的延伸。
几乎同时,澳大利亚最西端的海角与苏拉威西岛相撞,导致苏拉威西岛中部和东部的陆地出现。一系列复杂的地质事件,如碰撞和火山活动,导致岛屿扩展和破碎,逐渐形成岛链。
一般来说,特殊植物类群的古生物学和历史生物地理学表明,自中新世以来,扩散事件在热带亚洲和大洋洲之间的植物群交换中发挥了重要作用。
热带亚洲和澳大拉西亚植物区系关系密切,是全球种子植物分布的重要模式。据估计,亚洲热带和大洋洲之间的种子植物超过81科225属。然而,这种分离的进化动力学和导致它的主要因素尚不清楚。
所以热带亚洲和大洋洲之间的生物交换情况到底如何?热带亚洲和大洋洲之间扩散的规模和时间模式又是怎样的?
以前在热带亚洲和大洋洲之间的植物区系迁移是不平等的。除终端迁移外,从始新世中期至晚更新世共发生了68次迁移事件,约84%的迁移事件发生在中新世中期之后。
在这些迁移事件中,大约68%的迁移发生在始新世以来从热带亚洲到大洋洲,而32%的迁移发生在中新世以来从大洋洲到热带亚洲。此外,最大数量的潜在扩散事件分析也显示明显的不对称性,主要特征是向南迁徙,这表明双向迁徙的高峰发生在15 Ma之后。
笔者推测,自中新世中期以来,澳大利亚后岛链的形成和气候变化推动了种子植物的迁移。此外,生物的传播和稳定的栖息地可能是热带亚洲和大洋洲之间的植物区系交换的关键。
生物交换的模式通常是高度单方面的,在一个方向上的运动超过了在另一个方向上的运动。这可能是因为在一个方向上发生的高灭绝事件。
然而,自中新世以来,亚洲和大洋洲都没有发生过大规模灭绝事件。类群的生态系统稳定性和栖息地偏好也会促进扩散不对称,即生物倾向于从具有更大物种池和更饱和生态系统迁移到物种较少和年轻生态系统的生物群。
中新世早期,亚洲热带地区温暖潮湿的气候促进了潮湿森林植被的建立,并导致了其丰富的种子植物。然而,大洋洲的植物丰富度远低于热带亚洲。
近72%的迁移事件发生在具有生物扩散的群体中。在亚洲热带到大洋洲的迁移事件中,生物扩散的类群为中新世前后做出主要贡献。而在从大洋洲到亚洲热带的迁徙中,自中新世以来,具有生物扩散的类群一直占主导地位。
此外,在中新世期间,从新几内亚向马来西亚的传播是由食果鸟类驱动的。有趣的是,大质量迁移的时间框架略滞后于中新世萨胡尔板块和巽他板块的碰撞。
古地理数据显示,澳大利亚大陆在始新世与南极洲分离后向北移动,并与东南亚板块相撞。这一构造碰撞事件导致了东南亚板块边界的改变,并导致澳大利亚微大陆的碎片到达苏拉威西岛。
而自中新世中期以来,垫脚石的形成为热带亚洲和大洋洲之间的种子植物迁移提供了可能的途径。而几种维生素科植物如四叶草和开拉提亚通过鸟类传播是热带亚洲和大洋洲之间的垫脚石的结果之一。
此外,海平面下降和波动更频繁,这有利于该地区植物的分散性。在更新世晚期,周期性的海平面波动可能进一步加强巽他地区的陆地连接,并促进鸟类或小型哺乳动物更常见的扩散。
因此,中更新世晚期岛链的形成和海平面的波动加强了热带亚洲和大洋洲之间的植物区系交换,特别是动物介导的传播群得到有力的证明。更重要的是,这些事件与热带亚洲的森林扩张相吻合,并以生物交换的主要时期为特征。
在整个晚新生代,植物区系的生物交换对热带亚洲和大洋洲至关重要,其扩散高峰发生在中新世中期。热带亚洲和大洋洲之间的迁移是不对称的,同一时期从大洋洲流入热带亚洲的移民低于相反的方向。
综上所述,笔者认为,中新世中期以来,岛链的形成和气候变化一直有利于种子植物的迁移。此外,生物的传播和稳定的栖息地可能是热带亚洲和大洋洲之间的植物区系交换的关键。然而,这一推测仍有待于研究更多的植物和动物谱系,以进一步验证植物和动物谱系。