


山脉不仅美丽:这些地区往往也是地球上物种最丰富的地区。我们很早就知道了这一点——自从普鲁士地理学家和博物学家亚历山大·冯·洪堡在18世纪首次登上安第斯山脉以来。但没有人真正弄清楚原因。
一个流行的假设是这样的:山脉拥有如此多不同物种的原因是,当山脉被碰撞的构造板块抬升时,这个过程会创造出更多的环境,从而为新物种适应这些环境提供了更多机会。然而,据《美国国家科学院院刊》近期发表的一项研究称,直到现在,这一假设还没有经过任何明确的定量检验。
许多其他研究考察了某一种或另一类植物的多样性,结果似乎支持了这一流行假设。该研究的合著者、芝加哥菲尔德博物馆植物学副馆长理查德·里(Richard Ree)说:“这种说法经常被提及。这一假设常常纳入这些研究的叙述中,但从未经过跨越时间和空间的、通过定量比较的明确检验。”
里和他的同事发现,当中国横断山脉在八百万年前形成时,那里的物种分化率比同一时期附近但古老得多的喜马拉雅山脉要快两倍以上。
从地质学角度来看,横断山脉相当年轻——喜马拉雅山脉的年龄是其两倍多,形成于大约两千万年前。但这个地方却充满了生物多样性:里说,这些年轻的山脉拥有中国境内30,000种维管植物(基本上是除苔藓以外的所有植物)的三分之一以上。
苏黎世大学系统与进化植物学系的助理教授科林·休斯(Colin Hughes)未参与此项研究,他说研究人员“取得了一个重要的进展”。
休斯说:“我们自19世纪以来就知道那个地区非常多样化。但直到现在,人们对这个热点地区的进化历史还没有任何普遍的认识,所以这是一项里程碑式的研究。”

为了检验山脉抬升是否以更快的速度带来更多物种的假设,里和他的同事邢耀武比较了横断山脉、喜马拉雅山脉以及相连的青藏高原上19个植物群的进化历史。
里说:“这些山脉年龄不同,而且彼此相邻,这为我们提供了一个自然实验。”
利用从DNA序列和古代化石数据生成的进化树,里和吴能够证实,横断山脉在过去八百万年间的巨大构造抬升确实伴随着快速的物种分化。
只有当研究人员将所有19个植物群作为一个整体来考虑时,这种模式才显现出来。里说:“人们(在该领域)倾向于一次只关注一个植物群并讲述他们的故事。在这种情况下,你可能不会那样看到大局,因为每个单独的群体都没有足够的信号统计学力量来告诉你这种模式。”
里认为下一步是研究抬升可能对进化产生更直接影响的结果。例如,物种分化可能更有可能发生在某些生境或海拔高度。休斯认为,未来的研究可以按生境将植物分开,例如高海拔高山带的喜马拉雅蓝罂粟以及低海拔森林带的针叶树和枫树,以了解不同区域的多样性可能如何变化。他说:“我认为这些不同生境的物种分化历史可能有所不同。”
正如横断山脉的多样性是通过与喜马拉雅山脉进行比较来评估的,这些新数据也可能为另一个山脉物种的进化提供见解。休斯说,山脉常常与周围的低地隔绝,以至于它们被称为“天空岛”。这种隔离使得对一个山脉与另一个山脉进行比较研究变得有趣,因为细微的变量可能会使同一地区的一个山脉与另一个山脉截然不同。
里说:“我们这些研究生命多样性的人最终感兴趣的是解释每一个物种的起源。全世界范围内,有些地方物种很多,有些地方物种较少,所以一个基本问题是:为什么会这样?物种丰富度是如何产生这种差异的?”
里说:“如果我们希望对生命有任何基本的了解,这是我们需要弄清楚的事情。而山脉可能是完美的实验室。”