水生所在生物多樣性成因研究領域取得重要進展
近日，中國科學院水生生物研究所蔡慶華研究員團隊在生物多樣性成因研究領域取得重要進展。該研究以題為"Evolutionary Origins Override Contemporary Environmental Filtering in Shaping Terrestrial Algae Diversity"的論文，正式發表于國際知名生態學期刊《Ecology》。
生物多樣性時空格局的形成機制解析需融合當代生態過程與歷史進化動態的雙重視角。生態-進化交互作用作為核心驅動力，既構建了生物與環境間的適應性關聯，又從根本上塑造了宏觀生態格局的表征特征。本研究提出，通過整合多維研究方法與機制導向的建模體系，可系統揭示環境因子與進化歷史對生物多樣性格局的協同塑造機制。具體而言，該研究框架強調：首先需要建立連接歷史進化過程與現代生態格局的橋梁，這要求同時量化環境過濾等當代生態作用力，以及物種形成、滅絕和擴散等關鍵歷史進化事件的影響。在方法論層面，可采用數學建模手段構建包含歷史約束的生物多樣性基準模型，進而解析當代環境篩選如何在此進化基礎上重塑物種分布格局。這種跨時間尺度的整合研究范式，突破了傳統單一時間維度分析的局限性，為深入理解生物多樣性形成的多尺度驅動機制提供了創新的理論視角和方法論工具。
在中國葉際氣生藻類群落的案例研究中，基于環境DNA數據的實證分析驗證了該整合模型的適用性，揭示了多樣性格局形成過程中系統發育歷史與當代環境過濾的復雜交互作用。研究結果表明，進化歷史對該類群的物種豐富度及群落結構的影響顯著強于當代環境因素。具體而言，系統發育過程主導了物種組成的空間更替，而環境過濾則主要塑造群落的嵌套結構模式。這一發現強調，若僅依賴當代環境變量，將難以全面解析群落構建的深層機制，必須整合進化歷史視角才能準確闡釋生物多樣性的形成規律。未來研究應重點發展融合歷史與當代過程的多尺度理論模型，并借助數字孿生等前沿技術實現動態模擬與長期監測，從而為全球變化背景下的生物多樣性保護與生態系統可持續管理提供更精準的科學依據。
本研究第一作者為生態環境部長江流域生態環境監督管理局生態環境監測與科學研究中心高級工程師李書印博士，通訊作者為中國科學院水生生物研究所臺灣青年訪問學者丘明智博士，該工作在中國科學院水生生物研究所蔡慶華研究員的統籌指導下完成。該工作得到了中國科學院水生生物研究所、加州大學伯克利分校、臺灣中興大學以及東京工業大學等合作單位的支持以及國家自然科學基金等項目的資助。
論文鏈接：http://dx.doi.org/10.1002/ecy.70122
