Как горообразование и изменение климата формировали альпийское биоразнообразие 30 миллионов лет
Исследование, опубликованное в Science Advances 19 декабря, показало, что горообразование и глобальное похолодание за последние 30 миллионов лет стали ключевыми факторами формирования богатого разнообразия растений в альпийском биоме Северного полушария.
Учёные из Тропического ботанического сада Сишуанбаньна (XTBG) Китайской академии наук и их международные коллеги изучили пять крупных горных систем. Они объединили филогенетический анализ с геологическим контекстом и палеоклиматическими реконструкциями, чтобы понять процессы эволюционного формирования альпийских флор.
Была проанализирована эволюционная история 34 групп цветковых растений, охватывающих 8 456 видов. Учёные реконструировали, когда и как эти растения расселялись и диверсифицировались в разных горных хребтах, и сопоставили это с расширением холодных местообитаний из-за глобального похолодания.
Ключевые выводы об эволюции растений
Как отметил Син Яову (Xing Yaowu) из XTBG, соавтор исследования, их работа связывает эволюцию растений с геологической и климатической историей Земли.
Результаты показывают, что расширение и диверсификация альпийских групп растений зависели как от поднятия гор, так и от снижения глобальных температур. Поднятие гор создавало новые местообитания для видообразования, а похолодание климата соединяло ранее изолированные высокогорные области, позволяя растениям расселяться между хребтами.
При этом разные горные системы демонстрировали различные эволюционные механизмы:
- Тибето-Гималайско-Хэндуаньский (THH) регион выступил в роли «колыбели» — более половины новых видов возникло в результате видообразования на месте.
- Европейская и Ирано-Туранская альпийские флоры сформировались в основном из местных средне- и низкогорных линий, адаптировавшихся к высокогорьям.
- Тянь-Шань в значительной степени «импортировал» виды из THH-региона.
Во всех регионах активное горообразование последовательно ускоряло формирование новых видов растений.
Значение для глобального биоразнообразия
«Эти асинхронные, но предсказуемые механизмы формирования помогают объяснить, почему альпийские растительные сообщества сегодня так сильно различаются от региона к региону», — сказала Дин Вэньна (Ding Wenna) из XTBG, первый автор исследования.
За последние пять миллионов лет усилившееся глобальное похолодание укрепило связи между холодными арктическими и альпийскими местообитаниями, превратив бореально-арктический регион в «биогеографический перекрёсток» для обмена флорой между Евразией и Северной Америкой. Эти данные в целом объясняют, почему горные регионы отличаются исключительно высоким биоразнообразием.