哺乳动物大陆性特有种的分布限制与跨大陆扩散机制解析

这篇综述系统分析了4000多种陆生哺乳动物的地理分布格局，揭示仅有6%物种能突破大陆特有性(endemism)限制成为"漫游者"(wanderers)或"环球者"(globetrotters)。研究通过整合谱系年龄、体型、食性和扩散能力等多元数据，发现飞行能力(volant)、食肉习性(faunivory)和大陆连通性(continental connectivity)是跨大陆分布的关键驱动因素，而人类活动前仅狮子(Panthera leo)实现四大陆分布的真正"世界性"(cosmopolitan)分布。

　　

Abstract

陆生哺乳动物虽遍布全球，但绝大多数物种受地质、进化、生态和生理过滤器约束呈现显著的大陆特有性。研究证实跨大陆分布是极小概率事件：排除人类和伴生物种后，仅260个物种分布在两个大陆，6个物种（马鹿、赤狐、棕熊、伶鼬、普通长翼蝠）跨越三个以上大陆，而狮子曾实现四大陆分布。跨大陆分布需要多重前提条件的协同作用，双大陆分布物种（如飞行类群）与多大陆分布物种（主要为食肉类）的驱动机制存在显著差异。

Introduction

哺乳动物在新生代(Cenozoic)成功占据几乎所有生态位，但大陆间扩散存在多重屏障。研究聚焦人类显著影响前(~125 Kya)的基线数据，探讨地质历史（板块构造）、进化特征（谱系年龄、科级丰富度）和生态性状（体型、食性、运动模式）对跨大陆分布的交互影响。特别关注飞行能力与食肉习性是否通过增加扩散距离和栖息地泛化能力突破分布限制。

Material and methods

研究整合更新版晚第四纪哺乳动物体型数据库(ver. 11.1)，涵盖6695个物种。定义分布类型：单大陆种(homebodies)、双大陆种(wanderers)和三大陆以上种(globetrotters)。通过索伦森指数(S?rensen index)量化大陆间物种相似性，采用科尔莫戈罗夫-斯米尔诺夫检验(Kolmogorov-Smirnov test)比较体型分布差异，并建立扩散距离模型：

食肉动物：d_C = 10^{0.71+0.25logM}

草食/杂食动物：d_H/O = 10^{0.54+0.24logM}

其中M为体重(g)，结合世代时间(G)和系统发育年龄(A)计算最大潜在扩散距离D。

Results

地理屏障的核心作用

大陆连通性决定物种共享格局：南北美洲（持续连接350万年）索伦森指数最高(0.162)，欧非大陆(间歇连接)次之(0.073)，而澳大利亚无扩散输出物种。蝙蝠(Chiroptera)占双大陆种的54%，但仅普通长翼蝠进入三大陆俱乐部。

进化历史的双重影响

科级丰富度（如鼩鼱科Soricidae物种数少则扩散受限）比谱系年龄更具预测力。尽管84%物种理论上可在10万年内跨越欧非大陆，实际扩散受生态过滤强烈制约。猫科(Felidae)在跨大陆分布中显著过表征(over-represented)。

体型与食性的权衡

双大陆种呈现双峰体型分布：飞行类群中位体重30g（显著小于全球中位数90g），非飞行类群中位体重3kg。食肉动物凭借更大活动范围（与体型无关）在三大陆种中占绝对优势（4/6），而草食性环球者仅马鹿（体重位于鹿科90百分位）。

扩散走廊的筛选效应

所有树栖双大陆种均局限在美洲热带，印证栖息地走廊(habitat corridor)的重要性。北极狐(Vulpes vulpes)等环球者依赖冰期陆桥，而蝙蝠通过东南亚岛屿链"跳板"进入澳大利亚。

Discussion

跨大陆分布是多重偶然性突破大陆特有性"惯性"的结果。研究发现：

1. 飞行能力促进初期扩散（双大陆），而食肉习性维持长期基因流（多大陆）

2. 更新世巨型动物群(megafauna)灭绝与人类介导的物种引入正重塑分布格局

3. 当代入侵物种以草食性为主（50%）、平均体重87kg，与历史模式截然不同

4. 大陆碰撞带（如巴拿马地峡）产生的杂交带(hybrid zone)可能加速异域成种

该研究为理解生物入侵的进化基础提供关键参照，揭示人类世(Anthropocene)生物同质化(biotic homogenization)的深层机制。