生物交流是現(xiàn)有生物多樣性的重要形成途徑之一，生物物種的擴(kuò)散交流大多發(fā)生于板塊間具有適宜氣候和溫度的陸橋處。東南亞地區(qū)的大部分物種都是由岡瓦納大陸經(jīng)過(guò)印度次大陸擴(kuò)散而來(lái)，使之成為現(xiàn)今世界上物種最豐富的地理區(qū)系之一。
李家堂等2013年在美國(guó)科學(xué)院院刊PNAS發(fā)表了“Diversification of rhacophorid frogs provides evidence for accelerated faunal exchange between India and Eurasia during the Oligocene”文章，通過(guò)運(yùn)用樹蛙類物種的生物地理學(xué)研究，揭示了漸新世時(shí)期印度板塊和歐亞板塊之間存在著快速的物種交流的現(xiàn)象。然而同樣地質(zhì)變動(dòng)是否對(duì)其他生物類群的交流有類似的影響，亞洲大陸和印度次大陸之間生物交流何時(shí)大規(guī)模開始，印度次大陸和亞洲大陸之間的物種擴(kuò)散是否隨時(shí)間為統(tǒng)一過(guò)程，生物間交流模式的潛在波動(dòng)是否與古氣候和古環(huán)境變化有關(guān)，這些科學(xué)問(wèn)題仍需進(jìn)一步研究。
為解決這些科學(xué)問(wèn)題，以李家堂為課題負(fù)責(zé)人，聯(lián)合了德國(guó)法蘭克福大學(xué)無(wú)脊椎動(dòng)物學(xué)家Sebastian Klaus，倫敦大學(xué)古氣候與古溫度學(xué)家Robert J. Morley，西北農(nóng)林科技大學(xué)生態(tài)學(xué)家Martin Plath和中科院昆明動(dòng)物研究所進(jìn)化遺傳學(xué)家張亞平院士，研究利用了包括18次兩棲動(dòng)物類群擴(kuò)散事件，22次爬行動(dòng)物類群擴(kuò)散事件，23次鳥類類群擴(kuò)散事件，21次無(wú)脊椎動(dòng)物類群擴(kuò)散事件，15次硬骨魚類類群擴(kuò)散事件和16次植物類群擴(kuò)散事件在內(nèi)的大量生物類群的擴(kuò)散歷史開展了深入的探索。研究涵蓋了35次從印度次大陸向亞洲大陸和92次亞洲大陸向印度次大陸的擴(kuò)散事件，集中整合解析了印度板塊和亞洲板塊自約5000萬(wàn)年碰撞以來(lái)的生物類群的交流過(guò)程與規(guī)律。研究表明自始新世以來(lái)，印度板塊和亞洲板塊物種交流開始出現(xiàn)。自4400萬(wàn)年后，東南亞大陸與印度次大陸之間的生物類群交流頻次開始加強(qiáng)，在經(jīng)過(guò)一段調(diào)整后，從3900萬(wàn)年到1100萬(wàn)年期間物種交流繼續(xù)加快，并在1500萬(wàn)年物種交流頻次達(dá)到峰值。這與中新世中期，在喜馬拉雅山隆起的過(guò)程中，從緬甸到不丹的低喜馬拉雅山麓雨林帶區(qū)域的形成時(shí)間相一致。自從1400萬(wàn)年后，在印度板塊和亞洲板塊的物種交流開始減弱，這與印度北部和西北部的季風(fēng)氣候的轉(zhuǎn)變及氣候的干旱影響相關(guān)。
本研究基于大數(shù)據(jù)，利用META整合數(shù)據(jù)分析的方法，大尺度解析了印度次大陸和歐亞大陸碰撞以來(lái)，生物類群在兩個(gè)板塊間的擴(kuò)散過(guò)程與擴(kuò)散規(guī)律，為多類群生物地理學(xué)擬合，板塊學(xué)，地質(zhì)學(xué)，古氣候?qū)W等多學(xué)科交叉研究提供新的全面的揭示。
該研究得到了國(guó)家自然基金，四川省國(guó)際合作基金，中國(guó)科學(xué)院和德國(guó)研究基金的支持。
亞洲大陸和印度次大陸之間隨時(shí)間變化的各類群物種擴(kuò)散的最大頻次