Núi, giống như rừng nhiệt đới, là điểm nóng của đa dạng sinh học. Nhưng các nhà khoa học không chắc tại sao. Trong nhiều năm, họ đã nghĩ rằng nó có thể liên quan đến môi trường mới hình thành khi núi hình thành - khi thực vật và động vật thích nghi với môi trường sống vi mô mới và quần thể của chúng bị cô lập bởi địa hình ngày càng gồ ghề, chúng phân chia thành các loài mới tại một tốc độ nhanh hơn bình thường. Tuy nhiên, có rất ít bằng chứng xác thực rằng giả thuyết này là đúng. Trong một bài báo mới trên tạp chí PNAS, một nhóm đã đưa ra bằng chứng định lượng thuyết phục ủng hộ giả thuyết, phân tích hàng nghìn loài thực vật từ dãy núi Hengduan của Trung Quốc và các vùng lân cận. Họ phát hiện ra rằng khi dãy núi Hengduan hình thành, thực vật ở đó tiến hóa thành các loài mới với tốc độ nhanh hơn ở dãy Himalaya gần đó, những loài cũ hơn.
"Về cơ bản, bài báo này nói về lý do tại sao có rất nhiều loài ở vùng núi và cách chúng xuất hiện ở đó", tác giả tương ứng Rick Ree, Phó Giám đốc Thực vật học tại Bảo tàng Field của Chicago cho biết. "Có hai cách chính mà các loài có thể đến một nơi - hoặc chúng di cư từ nơi khác hoặc chúng tiến hóa từ một loài trước đó đã ở đó. Nghiên cứu của chúng tôi cung cấp bằng chứng mạnh mẽ nhất rằng khi núi hình thành, các loài mới sẽ tiến hóa và đa dạng hóa tại tỷ lệ tăng."
Dãy núi mà Ree và đồng tác giả Yaowu Xing đã nghiên cứu, vùng núi Hengduan ở phía tây Trung Quốc, nằm ngay phía đông của dãy Himalaya. Nó hình thành gần đây (ít nhất là trong thời gian Trái đất), tám triệu năm trước, kết quả của sự va chạm của các mảng kiến tạo. Trong số các điểm nóng về đa dạng sinh học toàn cầu, thật bất thường khi không có khí hậu nhiệt đới hoặc Địa Trung Hải. "Dãy núi Hengduan là vùng ôn đới, có mùa đông lạnh giá và mùa hè ngắn ẩm ướt. Chúng có rừng cây lá kim, sông băng, đồng cỏ núi cao - bạn có thể bị lừa khi nghĩ rằng mình đang ở Rockies hoặc Alps, cho đến khi bạn nhìn xung quanh và thấy có mười gấp lần sự đa dạng sinh học mà bạn thấy ở những nơi đó ", Ree nói.
Sự đa dạng sinh học đáng kinh ngạc đó, Ree và Xing nghi ngờ, là kết quả của sự đa dạng hóa dựa trên sự nâng cao. Theo giả thuyết này, khi các ngọn núi được hình thành bởi các lực kiến tạo, các môi trường khác biệt mới hình thành dọc theo các sườn núi cho phép các loài đã có ở đó tách ra và phân nhánh thành các loài mới thích nghi đặc biệt với những môi trường mới đó. "Khi núi hình thành, bạn sẽ nhận được các độ cao khác nhau, các chất nền khác nhau tiếp xúc, chất hóa học của đất khác nhau, khí hậu khác nhau. Ree giải thích: Chúng tạo ra rất nhiều môi trường sống vi mô nhỏ để các loài có thể thích nghi với điều kiện địa phương.
Để kiểm tra giả thuyết này, các nhà khoa học đã kiểm tra các loài thực vật mọc ở dãy núi Hengduan, chúng còn tương đối non trong thời gian địa chất, và so sánh chúng với các loài thực vật sống gần đó trên Cao nguyên Thanh Hải-Tây Tạng và Himalayas, chúng già hơn nhiều.. Ree nói: “Chúng tôi có thể sử dụng sự khác biệt về tuổi tác như một thí nghiệm tự nhiên, với sự so sánh có kiểm soát về cách các loài tích lũy ở các vùng khác nhau.” Thực tế là những ngọn núi này nằm cạnh nhau nhưng có độ tuổi khác nhau cho phép chúng tôi so sánh lịch sử về cách các loài đến đó."
Ree và Xing đã thực hiện phân tích phát sinh loài của hàng nghìn loài thực vật, sử dụng trình tự DNA để ghép các cây họ lại với nhau cho thấy các loài có quan hệ với nhau như thế nào. Sau đó, họ sử dụng thực vật hóa thạch để cung cấp cho các phát hiện của họ một quy mô thời gian. Ree nói: “Bằng cách nhìn vào các hóa thạch, chúng tôi có thể biết được khi nào các nhóm khác nhau xuất hiện và khi nào các loài tổ tiên phân nhánh. "Sự kết hợp giữa DNA thực vật hiện đại và hóa thạch thực vật cổ đại đã cho chúng tôi một khuôn khổ lịch sử cho phép chúng tôi tái tạo lại địa điểm và thời điểm các loài di chuyển và đa dạng hóa."
Nhóm nghiên cứu phát hiện ra rằng các loài mới được hình thành với tốc độ gia tăng trong dãy Hengduan khi chúng đang hình thành, so với tốc độ hình thành loài ở các khu vực xung quanh - bằng chứng cho thấy các loài hình thành nhanh hơn khi núi được nâng lên. Nhưng những tiết lộ đó chỉ trở nên rõ ràng khi Ree và Xing xem xét tổng thể bộ dữ liệu. Ree nói: “Về bản thân, nhiều nhóm thực vật không thể hiện sự đa dạng mạnh mẽ khi các ngọn núi được nâng lên, nhưng khi bạn nhìn tổng thể, mô hình nổi lên khá rõ ràng,” Ree nói.
Khám phá này đặc biệt quan trọng ở chỗ nó cung cấp hỗ trợ cho một giả thuyết mà cho đến nay phần lớn thiếu bằng chứng định lượng. Ree nói: “Giả thuyết đa dạng hóa dựa trên sự gia tăng là phổ biến, nhưng nghiên cứu này cung cấp bằng chứng thực nghiệm mạnh mẽ nhất cho đến nay. "Điều khiến nghiên cứu này trở nên khác biệt là cách chúng tôi bao gồm rất nhiều nhóm thực vật khác nhau, thực hiện các phép so sánh tự nhiên có kiểm soát của các vùng này ở các độ tuổi khác nhau và đo lường tốc độ của các quá trình này theo thời gian. Đây là nghiên cứu đầu tiên mang lại bằng chứng từ nhiều các nhóm phải trả lời câu hỏi này trong một khuôn khổ định lượng."
Trong khi mối quan tâm chính của Ree vẫn là Dãy núi Hengduan, ông lưu ý rằng phương pháp so sánh được sử dụng trong nghiên cứu này có thể được áp dụng cho các điểm nóng đa dạng sinh học khác và các sinh vật khác, bao gồm cả động vật. Ree nói: “Kể từ Darwin, chúng tôi đã muốn biết nguồn gốc của các loài là gì, ở đâu và như thế nào. "Làm thế nào để các loài đến sống ở nơi chúng sinh sống? Tại sao có nhiều loài ở đây hơn ở đó? Nghiên cứu của chúng tôi làm sáng tỏ một chút về những câu hỏi đó."
