哈佛大学 在《生物地理学杂志》的一项新研究中，由哈佛大学领导的一个国际研究小组对蕨类植物多样性进行了全球最大规模的评估
这项研究整合了数字化植物标本数据、遗传数据和气候数据，发现58%的蕨类植物物种出现在8个主要的山地热点地区，这些地区仅占地球陆地面积的7%
在这些热点地区，1000米以上的高海拔地区物种多样性增强
信用:版权所有2021雅各布瑞士萨
地球是数百万已知动植物物种的家园，但它们绝不是均匀分布的
例如，雨林覆盖的面积不到地球总面积的2%，但却是地球上50%物种的家园
海洋占地球总表面的71%，但只包含地球物种的15%
是什么导致了地球上物种的不均匀分布，这是科学家们面临的一个主要问题
在2月16日发表在《生物地理学杂志》上的一篇论文中，雅各布·S
瑞士，博士
D
哈佛大学生物与进化生物学系候选人，合著者迈克尔·阿
佛蒙特大学、伯灵顿大学和威斯顿大学
瑞典哥德堡大学的Testo组织了第一次蕨类植物多样性全球评估
这项研究综合了数字化的植物标本数据、遗传数据和气候数据，以确定大多数蕨类植物物种出现的位置和原因
研究人员依靠最近数字化的自然历史收集来绘制地球上生命的多样性，并建立了一个包含100多万个蕨类植物标本的数据库，这些标本的经纬度坐标分布在世界各地
在对数据库进行大规模清理以删除坐标不佳的记录后，大约还剩下800，000条事件记录
然后，他们通过经度网格单元将地球划分为1度纬度，并确定每个单元中物种的数量
研究人员发现，大多数蕨类植物物种出现在八个主要的山地热点地区:大安的列斯群岛、中美洲、热带安第斯山脉、圭亚那、巴西东南部、马达加斯加、马来亚和东亚
“自然历史收藏是所有生物多样性研究的主要数据，也是这项研究的支柱，”松杜说
“数百年来，科学家们一直在收集和整理它们
但就在最近，这些记录的数字化让我们能够利用它们的集体力量
" Testo同意，“在过去的十年里，数以千计的收藏者和专家在这一领域做出了巨大的努力，将令人印象深刻的标本收藏数字化，并存放在博物馆或自然历史收藏中
在这项研究中，我们使用了近8000种蕨类植物的800000多份数字化发生记录
" 研究分多个阶段进行，每个阶段都建立在之前的基础上
“我们首先想知道的是蕨类植物生物多样性的中心在哪里，其次，为什么？”瑞萨说
“我们想了解蕨类植物多样性的生物地理模式
了解蕨类植物等主要植物谱系中的这些模式，可以让我们朝着理解为什么世界各地物种分布不均迈出一步
" 一个主要的发现是58%的蕨类植物出现在8个主要是山地生物多样性的热点地区，这些地区只占地球陆地面积的7%
他们还发现，在这些热点地区，海拔超过1000米的地方，物种多样性增强的模式被放大了
“在全球范围内，我们发现在海拔2000到3000米的每一个区域物种丰富度都有一个峰值，大约在一些热带山脉的中部，”瑞萨解释说
“我们认为这主要是因为这个海拔带有一个非常独特的生态系统，在热带是云雾森林
" 虽然蕨类植物生长在各种各样的生态系统中，包括潮湿阴暗的森林林中落叶层和多岩石的沙漠露头，但许多物种实际上是附生的，这意味着它们生长在树枝上
Suissa和他的同事认为这些附生植物解释了热带蕨类植物物种丰富度的中高海拔高峰
一旦研究人员确定了蕨类植物多样性的生物地理模式，他们就开始研究为什么会有这些特殊的模式存在
研究生态数据，包括气候和土壤数据，它们表明，在每个热点中，气候空间的增加与物种丰富度和多样性的增加之间有着很强的相关性；这表明热带山区的蕨类植物比其他地方形成新物种的速度更快
“人们倾向于认为像亚马逊雨林这样的地方是生物多样性的热点，”瑞萨说
“但是对于蕨类植物来说，相对于它们所占据的土地面积，热带和亚热带的山区拥有数量不成比例的迅速多样化的物种
蕨类植物在这些热带山地系统中可能是特别的，因为在海拔梯度上栖息地的变化
例如，在热带山脉的底部，一年四季都很热，而在山顶，常年都很冷
本质上，这些动态在一个小的地理空间内创造了许多不同的生态系统
" 与温带地区的山脉不同，热带地区的温度季节性很低
这意味着热带山区海拔横断面上的每个生态系统全年保持大致相同的温度
实际上，如果植物和动物适应了山上的一个地点，它们就很难在海拔区域之间移动
研究人员认为，不同海拔高度的气候差异和每个海拔高度的气候稳定性之间的这种动态关系使得热带山区的植物和动物能够更快地多样化
展望未来，研究人员希望在年轻的热带山区进行更多基于人口的小规模研究，以对这些假设进行物理测试，并希望增加更多的标本，继续扩大博物馆馆藏的数字化研究
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