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)過印度次大陸擴散而來，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年在美國科學院院刊PNAS發(fā)表了“Diversification of rhacophorid frogs provides evidence for accelerated faunal exchange between India and Eurasia during the Oligocene”文章，通過運用樹蛙類物種的生物地理學研究，揭示了漸新世時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)變動是否對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大規(guī)模開始，印度次大陸和亞洲大陸之間的物種擴散是否隨時間為統(tǒng)一過程，生物間交流模式的潛在波動是否與古氣候和古環(huán)境變化有關，這些科學問題仍需進一步研究。
為解決這些科學問題，以李家堂為課題負責人，聯(lián)合了德國法蘭克福大學無脊椎動物學家Sebastian Klaus，倫敦大學古氣候與古溫度學家Robert J. Morley，西北農(nóng)林科技大學生態(tài)學家Martin Plath和中科院昆明動物研究所進化遺傳學家張亞平院士，研究利用了包括18次兩棲動物類群擴散事件，22次爬行動物類群擴散事件，23次鳥類類群擴散事件，21次無脊椎動物類群擴散事件，15次硬骨魚類類群擴散事件和16次植物類群擴散事件在內(nèi)的大量生物類群的擴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散事件，集中整合解析了印度板塊和亞洲板塊自約5000萬年碰撞以來的生物類群的交流過程與規(guī)律。研究表明自始新世以來，印度板塊和亞洲板塊物種交流開始出現(xiàn)。自4400萬年后，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，在經(jīng)過一段調(diào)整后，從3900萬年到1100萬年期間物種交流繼續(xù)加快，并在1500萬年物種交流頻次達到峰值。這與中新世中期，在喜馬拉雅山隆起的過程中，從緬甸到不丹的低喜馬拉雅山麓雨林帶區(qū)域的形成時間相一致。自從1400萬年后，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氣候的轉(zhuǎn)變及氣候的干旱影響相關。
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，生物類群在兩個板塊間的擴散過程與擴散規(guī)律，為多類群生物地理學擬合，板塊學，地質(zhì)學，古氣候?qū)W等多學科交叉研究提供新的全面的揭示。
該研究得到了國家自然基金，四川省國際合作基金，中國科學院和德國研究基金的支持。
亞洲大陸和印度次大陸之間隨時間變化的各類群物種擴散的最大頻次