Nature｜热带海洋生物多样性热点的新生代历史

一、水下伊甸园在哪？

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），是地球上海洋生物多样性最为丰富的区域之一，但其详细的演化历史尚未得到完全的认识。

本研究通过化石数据集推断物种形成和灭绝动态，重建IAA生物多样性热点的渐新世多样性历史。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。

二、渐新世是什么时候？

渐新世（Oligocene） 是地质时代中古近纪（Paleogene）的最后一个主要分期，大约开始于3400万年前，终于2300万年前，介于始新世（Eocene）与新近纪的中新世（Miocene）之间。渐新世时形成的地层称渐新统，位于始新统之上、中新统之下。

渐新世被认为是一个重要的过渡时期，是一条连接 “炎热的始新世时期的古老世界和生态系统更具有现代特征的中新世” 的纽带。渐新世时期生态系统发生的一个重要改变是草原在全球的扩张，而热带阔叶林则萎缩至赤道一带。

标志渐新世开始的事件是一起被称为大置换的大规模物种灭绝事件，当时欧洲的动物群，除了区域性的啮齿类动物和有袋类动物之外，都被来自亚洲的动物群所取代。渐新世和中新世则没有显著的全球性事件为其分野，而是各个地区相继从较温暖的渐新世晚期（2600-2300万年前）进入较寒冷的中新世。

三、伊甸园里有什么？

1.物种丰富度：IAA地区拥有异常高的海洋物种数量，特别是沿海底栖物种，如本文研究的小型底栖甲壳类动物Ostracoda。

2.物种特有性：该地区存在许多特有的物种，即只在IAA地区发现的物种。

3.生态位分化：不同物种占据不同的生态位，表现出多样的生态适应性。

4.生物群落结构：IAA地区具有复杂的生物群落结构，不同物种之间存在多样的相互作用。

上图展示了IAA地区在整个渐新世期间的物种丰富度、物种形成率、灭绝率和净多样性变化的贝叶斯推断。

研究中使用了综合化石数据集，并应用了贝叶斯过程的出生-死亡模型来推断历史物种多样性的变化，从而揭示了控制这一生物多样性热点形成的关键因素。这些因素包括多样性依赖性（即物种多样性对新物种形成的影响）、栖息地大小、热压力的缓解以及与构造事件和气候转变相关的多样性峰值。

四、伊甸园怎么形成的？

1.地质和构造活动：IAA地区的生物多样性受到板块构造运动的强烈影响，如澳大利亚与东南亚的碰撞，以及随之而来的浅海栖息地的扩张。

2.气候和环境变化：地球气候从温暖的早期渐新世向较冷的后期转变，可能减轻了热带地区的热压力，为生物多样性的增长提供了条件。

3.栖息地多样性和大小：栖息地的多样性和大小是影响物种形成的关键因素，较大的栖息地面积促进了物种的分化和特有性的增加。

4.生物地理学过程：关键的生物地理学事件，如Tethyan海道的关闭和印尼通道的开启，影响了物种的迁移和分布。

5.多样性依赖性：物种多样性的增加导致了生态位空间的限制，进而影响了新物种形成的速率。

6.海洋学变化：海平面的波动和海洋环境的变化影响了沿海和浅海生态系统的连通性和物种多样性。

7.物种形成与灭绝的动态平衡：长期的物种形成率高于灭绝率，导致了物种多样性的积累。

五、怎么保护伊甸园？

1.栖息地保护：保护和恢复关键的海洋栖息地，如珊瑚礁、海草床、红树林和沿海湿地，这些是许多海洋生物的家园。

2.海洋保护区网络：建立和扩展海洋保护区（MPAs）网络，限制或禁止捕捞和其他破坏性活动，以保护生物多样性。

3.可持续渔业管理：实施可持续的渔业管理措施，包括捕捞配额、季节性禁渔和使用环保捕鱼技术。

4.污染控制：减少和控制海洋污染，特别是塑料废物、有害化学物质和污水排放。

5.气候变化缓解：应对气候变化，减少温室气体排放，以降低海洋酸化和全球变暖对生物多样性的影响。

6.入侵物种控制：防止和控制入侵物种的引入和扩散，保护本地物种免受竞争和捕食压力。

7.生物多样性监测：定期监测生物多样性，评估保护措施的效果，并根据需要进行调整。

8.科学研究和教育：支持科学研究，提高对IAA地区生物多样性的认识，并教育公众和利益相关者了解保护的重要性。

9.生态旅游：发展生态旅游，提供可持续的旅游体验，同时确保旅游活动不会对自然环境造成破坏。

10.国际合作：加强跨国界的合作，协调政策和行动，共同保护共享的海洋生态系统。

11.法律和政策支持：制定和执行支持生物多样性保护的法律和政策，确保有足够的法律框架来保护海洋生物多样性。

12.遗传资源的保护：保护遗传多样性，避免过度捕捞导致基因库的减少。

13.灾后恢复：在自然灾害发生后，迅速采取行动，恢复受损的生态系统和生物多样性。