一项新研究发现，世界顶级珊瑚礁潜水目的地之一，之所以被视为海洋生物多样性热点，要归功于其数百万年来未受干扰。但科学家警告，人类的影响可能在短短几年内将其摧毁。
戴上潜水面罩、穿上蛙鞋，潜入印度尼西亚、巴布亚新几内亚或菲律宾附近清澈见底的珊瑚礁水域，您立刻就能明白，为何来自世界各地的潜水者和浮潜爱好者都纷纷涌向此地。该区域被称为“珊瑚三角”，以其无与伦比的珊瑚鱼类及其他海洋生物多样性而闻名。
形态各异、色彩斑斓的鱼类穿梭于珊瑚、色彩鲜艳的海绵及其他造礁生物所构成的绚丽礁隙之间。运气好的话，潜水者可能会瞥见一只在礁区巡游的鲨鱼，或一只在色彩斑斓的海底景观中翱翔而过的海龟。
尽管水下爱好者早已熟知并珍视中印太海域的生物多样性，但科学家们花了半个多世纪的时间，仍未能厘清该区域究竟是什么使其成为全球第一海洋生物多样性热点，并使其有别于世界其他海洋区域。
学界已提出多种假说来解释该区域非凡的多样性。部分研究人员认为，该区域的物种形成速度比世界其他海域更快；另有学者则将其归因于该区域位于更广阔的印度洋—西太平洋地区内、多个物种丰富的海域之间的中心位置。还有人指出，该区域的物种灭绝率较低。
时间与物种多样性
一项新研究揭示，印太地区珊瑚礁之所以积累了无与伦比的鱼类物种丰富度，并非源于某种未知而难以捉摸的特质，而仅仅是因为它们拥有足够的时间。
“过去人们认为，热带海域的新物种演化速度更快，因此能很快形成我们今天所见的高多样性，”亚利桑那大学博士生伊丽莎白·米勒（Elizabeth Miller）说，“但我们发现，中印太地区的多样性是经过漫长时间缓慢积累而成的。”
该研究发表于《伦敦皇家学会学报》，米勒表示，这是首项直接揭示时间与物种丰富度之间联系的研究。
长期以来，人们普遍认为，热带珊瑚礁与热带雨林类似，之所以成为生物多样性热点，是因为其内在地倾向于分化出比其他地区更多的物种。然而，这项新发现表明情况并非如此。
神奇数字
研究团队发现，实际上，北极和南极等寒冷海域的物种形成速率更高。不过，中印太地区的生物多样性变化可比作缓慢却持续燃烧的火焰，而在较寒冷的海洋区域，其变化则更像烟火般骤然迸发。
“那里的物种演化相对较快，但每一次冰期都会清除掉大部分原有物种，”米勒说，“冰川退去后，会留下空白的生态位，等待新物种来填补。”
频繁的环境剧变导致较寒冷海域的整体生物多样性较低。
另一方面，在珊瑚三角区，新物种的演化速度较慢，但由于该区域在漫长的地质时期内环境条件要稳定得多，因此新物种一旦出现便更有可能留存下来，并逐步积累形成我们今天所见的生物多样性。
“这表明，一个区域可能需要长期稳定，才能积累起较高的物种多样性，”米勒说，“根据我们的研究，这个‘神奇数字’似乎是3000万年。”
鱼类演化树
在中印太地区，板块构造运动形成了广阔的浅海大陆架，而其居中的位置又使其成为鱼类迁入定居的目标。对于迁入该区域的鱼类而言，这里恰好是合适的地点，且恰逢合适的时机。
“在过去3000万至3500万年间，那里的情况变化不大，”米勒说，“相比之下，加勒比海等其他海洋区域经历了不稳定和隔离的时期，因此迁入定居的物种较少，且原有谱系的灭绝率较高——所有这些因素累积起来，导致演化时间变少。”
在此项研究中，研究人员使用了几乎所有棘鳍鱼类的分布数据，共计17,453种，约占全部海洋鱼类的72%，以及约占全部淡水鱼类的33%。他们运用了多种不同的统计方法，以重建全球海洋区域物种丰富度格局背后的成因。
为厘清海洋鱼类多样性随时间演变的过程，他们随后采用了一份已发表的该类鱼类演化树，并进行了生物地理学重建。
不确定性较小
“生物地理学重建帮助我们理解，基于物种现今的分布及其亲缘关系，祖先在过去不同时期曾生活在哪些地方，”米勒说，“如果只比较两个生活在同一地点的物种，这很容易；但如果涉及数千个物种，并且要追溯到越来越久远的过去，就会有更多的祖先介入其中，问题也就变得更加复杂。”
演化生物学家依赖复杂的计算机算法来处理和解读规模极其庞大的数据集。研究人员采用了一种方法，生成了大量关于物种演化地点的假设情景。随后，研究人员利用这些情景检验不同模型如何解释当今的生物多样性。
未来几年内损失的多样性，可能需要数百万年才能恢复
约翰·维恩斯（John Wiens）
“这就像绘制一部部略有不同的家族史，”米勒说，“你先进行分析，并将其重复数百次，每次都基于某种可能的历史情景，以涵盖不确定性，并观察结果如何演变。在我们的研究中，结果显示不确定性较低，这令人感到欣慰。这意味着该结果确实非常稳健。”
研究人员表示，一个类群存在的时间长短，而非其繁衍速度的快慢，可以解释适用于许多不同系统的多样性格局。例如，生物学家观察到，迁入定居的时间解释了某些陆地生态系统中特定动物类群的高多样性，比如亚马逊雨林中的树蛙、阿巴拉契亚山脉中的蝾螈，以及美国西南部沙漠中的蜥蜴。
“总体而言，这些高多样性格局可能需要数千万年才能形成，但却可能在短短几年内被人类活动所摧毁，”资深作者、生态与进化生物学系教授约翰·维恩斯（John Wiens）说。
“遗憾的是，由于人为气候变化对珊瑚礁造成的影响，珊瑚三角区珊瑚礁鱼类的高多样性可能很快就会消失。未来几年内损失的多样性，可能需要数千万年才能恢复，”维恩斯说。
