地质历史解释了美国本土范围内淡水鱼类物种的丰富性

《Global Ecology and Biogeography》：Geologic History Explains Freshwater Fish Species Richness Across the Conterminous USA

淡水鱼类物种丰富度受地质历史、河流捕获率、进化时间及河流规模影响，美国东西部因地质活动差异显著。研究基于5321个样本，发现西部因频繁地质活动物种较少，东部稳定区域物种更丰富，验证了地质过程对生物多样性的长期作用。

　　

摘要

研究目的

尽管淡水鱼类仅占地球表面的不到1%，但它们却占据了超过20%的脊椎动物生物多样性。然而，不同河流流域之间的物种丰富度存在显著差异。从根本上说，这些差异可以通过物种分化速率、进化时间和栖息地容量的空间变化来解释，而这些因素又受到地质时间尺度上景观变化的影响。为了研究地质扰动如何影响淡水鱼类生物多样性的积累，我们提出了以下假设：（1）物种丰富度会按照区域地质历史排序；（2）与较高的河流捕获率相关；（3）在进化起源较古老的鱼类群落中更为丰富；（4）与溪流大小呈正相关。

研究时间范围

2008–2019年。

研究地点

美国本土（Conterminous United States, USA）。

主要研究对象

淡水鱼类。

研究方法

我们对3609个地点的5321个鱼类群落进行了空间代表性调查，以分析其物种丰富度。地质历史是通过过去6600万年的构造活动、冰川作用、海平面变化和河流捕获情况的替代指标来确定的，并将这些数据与先前发布的进化时间估计值进行了匹配。假设通过空间线性模型进行了验证。

研究结果

所有假设至少得到了部分支持：（1）物种丰富度的排序与地质扰动对进化时间和分化速率的影响相符；（2）在河流捕获率较高的低地地区，物种丰富度达到峰值；（3）在较大范围内，物种丰富度随进化时间的增加而增加，但这种关系较弱，且受到非硬骨鱼类类群的影响；（4）物种丰富度总体上随溪流大小的增加而增加。总体而言，地质活动频繁的美国西部地区的物种丰富度较低，溪流大小对物种丰富度的影响较弱，且年轻谱系的占比较高，而地质较为稳定的美国东部地区（尤其是密西西比河流域内的未受冰川覆盖的低地）则相反。

主要结论

研究表明，远古地质过程对鱼类物种丰富度产生了持久的影响。因此，考虑地质历史有助于更准确地评估美国乃至全球范围内的淡水生物多样性和生物状况。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。