揭秘印度-澳大利亚群岛珊瑚三角区：全球海洋生物多样性热点的演变史
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位于印度洋和太平洋之间的热带海域的“珊瑚三角区”，面积约为300万平方公里，包含超过6000种鱼类、750种珊瑚和3000种软体动物，是全球海洋生物多样性最为丰富的区域之一。
“海洋与湿地”（OceanWetlands）小编注意到，2024年6月26日，著名科学期刊《自然》发表了一篇研究，题为《热带海洋生物多样性热点的新生代历史》。这篇研究由国际生态学家团队合作完成，详细重建了印度-澳大利亚群岛的生物多样性历史，揭示了其为何成为全球海洋生物多样性最丰富的区域。这项研究不仅为了解该地区的生物多样性提供了宝贵的历史视角，也为未来的保护工作提供了科学依据。
印度-澳大利亚群岛，又称珊瑚三角区，是地球上海洋生物多样性最为丰富的区域之一。然而，尽管其生态价值无可估量，该区域生物多样性的详细演化历史却一直未被完全解析。为了揭开这一谜团，来自香港大学、波恩大学和法国国家科学研究中心的研究人员联手开展了一项研究，利用全面的化石数据集，高分辨率重建了这一区域的新生代多样性演化历程。
图片展示了印度-澳大利亚群岛地图，标注了采样地点，并特别放大了菲律宾群岛的部分（右）。
图源：Skye Yunshu Tian et al
我们知道，沉积物记录犹如一本天然的“历史书”，蕴藏着远古生物的信息。通过鉴定和分析这些化石数据，研究人员能够重建该区域生物多样性演化的历史轨迹。
所以，该研究团队通过实验室分析来自印度-澳大利亚群岛的沉积物样本，鉴定了其中的化石种类。这些化石数据揭示了该地区在大约2500万年前开始展现出单向的多样化趋势，并经过约2000万年的指数增长，至260万年前多样性达到了平台期。
这项研究表明，多样性增长主要受多样性依赖性和栖息地规模的影响，同时1300万年前后的热应力缓解也促进了多样性的增加。印度-澳大利亚群岛在大约2500万年前、2000万年前、1600万年前、1200万年前和500万年前经历了显著的净多样化高峰，这些高峰可能与重大构造事件和气候过渡有关。此外，该地区长期以来缺乏重大灭绝事件以及新生代的气候冷却也是其成为全球海洋生物多样性最高热点的重要原因。
马来西亚沙巴珊瑚三角区生机勃勃的海洋生物展示了该地区令人瞩目的生物多样性。摄影：David M. Baker
这项研究深入揭示了生物地理过程对印度-澳大利亚群岛多样性的重要影响。例如，特提斯海后裔逐渐减少，同时全球性和本地物种逐渐增多（海湿小编注：特提斯海是古生代和中生代时期存在的一片巨大海洋，其消亡导致了该地区生物群的重大变化）。大约1400万年前，这片区域内的热应力开始减缓，这对于热点区域的发展起到了关键作用。在始新世期间，过高的热带温度，又抑制了多样性的增加，但随着气候变冷，环境变得更有利于生物多样性的繁荣。
栅列鹿角珊瑚，Acropora palifera (Lamarck ,1816)，是鹿角珊瑚科鹿角珊瑚属的一种动物。由Lamarck在1816年为其命名。国内分布在台湾兰屿、西沙群岛及南沙群岛。摄影©绿会融媒·海洋与湿地工作组
不过，尽管印度-澳大利亚群岛目前拥有极其丰富的生物多样性，这种丰富性可能面临风险。随着人类活动导致的气候变暖加剧，该地区的生物多样性可能迅速丧失。Skye Yunshu Tian博士指出，“我们的古生物学结果表明，如果当前的全球变暖趋势持续加剧，我们可能会迅速失去这一热带热点的丰富多样性。”
香港大学生物科学学院的Moriaki Yasuhara教授补充道，“这一对珊瑚三角区多样性热点长期历史的重建，使我们能够更好地理解多样性热点是如何从特提斯区域移动到珊瑚三角区并在那里发展起来的。这是我们之前并没有搞清楚的。同时，我们的结果还解释了为什么‘珊瑚三角区’的多样性远高于加勒比海，可能是因为珊瑚三角区幸运地没有经历大规模灭绝事件吧。”
感兴趣的“海洋与湿地”（OceanWetlands）读者可以参看全文：
Skye Yunshu Tian, Moriaki Yasuhara, Fabien L. Condamine, Huai-Hsuan M. Huang, Allan Gil S. Fernando, Yolanda M. Aguilar, Hita Pandita, Toshiaki Irizuki, Hokuto Iwatani, Caren P. Shin, Willem Renema, Tomoki Kase. Cenozoic history of the tropical marine biodiversity hotspot. Nature, 2024; DOI: 10.1038/s41586-024-07617-4
笙珊瑚 (学名：Tubipora musica) 是印度洋及中西太平洋特有的一种珊瑚。摄影©绿会融媒·海洋与湿地工作组（图文无关）
海洋与湿地·小百科
印度-澳大利亚群岛
印度-澳大利亚群岛（Indo-Australian Archipelago，简称IAA）指的是从印度洋东部延伸至太平洋西部的一大片岛屿和群岛地区，又称为“珊瑚三角”（Coral Triangle）。地理上包括印度尼西亚、巴布亚新几内亚、菲律宾及许多其他小群岛。这一地区以其独特的生物地理学意义而闻名，作为连接亚洲和澳大利亚生物区系的桥梁。
印度-澳大利亚群岛因其丰富的生物多样性和复杂的地质历史而著称，因为那里的陆地和海洋经历了长期的演化，形成了独特的地理环境，为海洋生物多样性的形成和发展提供了有利条件。它在塑造东南亚和大洋洲物种分布方面，起着至关重要的作用。从热带雨林到珊瑚礁，该地区多样的栖息地支持着大量特有物种，并对全球生物多样性保护工作产生重要影响。
特提斯海特提斯海（Tethys Seaway），也称特提斯洋，是在地质历史上存在的一片广阔的海洋，位于古代大陆之间。特提斯海的形成可以追溯到二叠纪晚期（约2.5亿年前），当时盘古大陆逐渐裂解，形成了两个大型古代大陆——劳亚古陆和冈瓦纳古陆。特提斯海位于这两个大陆之间，贯穿了现今的欧洲、北非和中东地区。在中生代时期，特提斯海是连接古地中海和古印度洋的重要海洋通道，极大地影响了当时的气候和海洋生物的演化。
随着地质年代的推移，特提斯海逐渐缩小、并最终还是消失了。在新生代时期，由于印度板块与欧亚板块的碰撞，喜马拉雅山脉和青藏高原逐渐形成，特提斯海最终被抬升并消失，遗留下了现代的地中海、黑海、里海和咸海等水体。特提斯海的存在和演变对全球气候和生物多样性产生了深远的影响，其留下的沉积物和化石记录为科学家研究地球历史、板块构造运动和古代海洋生物提供了宝贵的资料。
多样性依赖性（diversity dependency）是生态学和进化生物学中的一个重要概念，指的是一个生物群体或生态系统中物种多样性（或生物多样性）增加的程度，受到栖息地大小、生态资源的可利用性以及生态环境稳定性等因素的影响程度。在生物学中，多样性依赖性的理论基础主要包括：栖息地大小和资源利用、环境稳定性和物种适应性、物种相互作用等等。因为海洋与湿地小编注意到，在这篇Nature文献中，一共四次提到了“diversity dependency”这个概念，因此特别做一个词条来略作阐释。
比如说，在热带雨林生态系统中，由于其庞大的面积和复杂的生态结构，容纳了数以千计的植物和动物物种。这些物种依赖于丰富的生态位和资源，如不同高度的森林层次、各种植物类型和果实、花朵等。栖息地的稳定性和资源的丰富性使得热带雨林成为地球上生物多样性最丰富的生态系统之一。然而，随着热带雨林面临森林砍伐、气候变化等压力，其生态系统的稳定性受到威胁，可能导致物种多样性的减少和生态系统功能的退化，进一步突显了多样性依赖性在生态保护和管理中的重要性。
思考题 | 举一反三
Q1. 珊瑚三角区为何成为全球海洋生物多样性最高的热点区域？是什么因素推动了这里的生物多样性迅速增长？ Q2. 气候变化对珊瑚三角区生物多样性的影响是什么？过去的气候冷却如何促进了多样性的繁荣，而当前的全球变暖又可能对此产生何种影响？ Q3. 这个研究提到了“没有大规模灭绝事件”对珊瑚三角区生物多样性的影响，这一点为什么如此重要？未来人类活动对环境的影响可能如何改变这种局面？ Q4. 为什么珊瑚三角区的生物多样性远高于加勒比海？这两个地区之间的生物多样性差异背后隐藏着怎样的地质和生态因素？ |
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编译 | 王芊佳
审核 | Sara
排版 | 绿叶
5. 澳大利亚牡蛎礁成功恢复
【参考资料】
https://www.nature.com/articles/s41586-024-07617-4
https://www.sciencedaily.com/releases/2024/06/240628125223.htm
https://www.hku.hk/press/press-releases/detail/27468.html
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