การศึกษาเชิงพฤกษศาสตร์ได้ปฏิวัติความเข้าใจของเราเกี่ยวกับต้นกำเนิดของความหลากหลายทางชีวภาพทางทะเล โดยเป็นการพลิกกลับกระบวนทัศน์ที่มีมายาวนานสามประการ

ความเชื่อทั่วไปที่ว่าการแยกทางกายภาพ (allopatric) ทำหน้าที่เป็นเส้นทางหลักสำหรับการเก็งกำไรทางทะเลได้ถูกท้าทาย เผยให้เห็นว่ามีหลายชนิดที่แตกต่างกันไปตามขอบเขตทางนิเวศวิทยา

ยิ่งไปกว่านั้น ความคิดที่ว่าแหล่งอาศัยบริเวณรอบนอก เช่น หมู่เกาะในมหาสมุทร ทำหน้าที่เป็นจุดจบของวิวัฒนาการได้ถูกหักล้างไปแล้ว พื้นที่เหล่านี้กลับเป็นแหล่งสำคัญในการส่งออกความหลากหลายทางชีวภาพ

ในขณะที่กระบวนการเก็งกำไรในระบบนิเวศทางทะเลและบนบกมีความคล้ายคลึงกัน แต่ก็มีความแตกต่างที่น่าสังเกต โดยเน้นที่การแยกตัวของ allopatric ในมหาสมุทรน้อยลง และมีแนวโน้มมากขึ้นสำหรับการเก็งกำไรตามการไล่ระดับของระบบนิเวศ การทำงานร่วมกันที่ซับซ้อนระหว่างปัจจัยทางนิเวศน์และกระบวนการวิวัฒนาการนี้เน้นย้ำถึงลักษณะพลวัตของความหลากหลายทางชีวภาพทางทะเล

กว่าครึ่งศตวรรษที่แล้ว นักชีววิทยาชื่อดัง Ernst Mayr ได้ตั้งคำถามพื้นฐานว่า การเกิดขึ้นของสิ่งมีชีวิตในทะเลโดยพื้นฐานแล้วแตกต่างจากสิ่งมีชีวิตบนบกหรือไม่? ในตอนแรก การศึกษาของเขาเกี่ยวกับเม่นทะเลชี้ให้เห็นว่ากระบวนการเก็งกำไรมีความสม่ำเสมอทั่วทั้งอาณาจักรทางทะเลและบนบก

อย่างไรก็ตาม ในทศวรรษต่อมา มีการถกเถียงกันอย่างดุเดือดในหัวข้อนี้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในภูมิทัศน์ทางวิทยาศาสตร์ที่สิ่งกีดขวางทางกายภาพถูกมองว่าเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาหลัก (หากไม่ใช่ผู้ริเริ่มแต่เพียงผู้เดียว) ของการเก็งกำไร ท่ามกลางวาทกรรมนี้ ความสำคัญเชิงสัมพัทธ์ของการแยกตัวทางพันธุกรรมและการแพร่กระจายกลายเป็นประเด็นสำคัญ

ในพื้นที่อันกว้างใหญ่ของมหาสมุทร ซึ่งมีลักษณะเฉพาะด้วยตัวกลางทางน้ำข้ามโลก การไม่มีสิ่งกีดขวางทางกายภาพที่เห็นได้ชัดเจนนั้นท้าทายความคิดของการเก็งกำไรแบบ allopatric อย่างไรก็ตาม ความหลากหลายทางชีวภาพที่น่าทึ่งที่พบในแนวปะการังเขตร้อนกลับขัดแย้งกับสมมติฐานทั่วไป

แม้ว่าแนวปะการังจะครอบคลุมพื้นที่ไม่ถึง 0.1% ของพื้นมหาสมุทร แต่ชุมชนปลาของพวกมันก็มีสัดส่วนประมาณหนึ่งในสามของสายพันธุ์สัตว์ทะเลที่ได้รับการยอมรับ ความไม่ลงรอยกันนี้ตอกย้ำความไม่เพียงพอของทฤษฎีที่มีอยู่ซึ่งวางตัวการแยกแบบ allopatric เป็นกลไกหลักในการระบุชนิดในสภาพแวดล้อมทางทะเล

ต่างจากสิ่งมีชีวิตบนบกที่อาจพบการหยุดการไหลของยีนเนื่องจากการแยกตัวทางภูมิศาสตร์ สัตว์ทะเลส่วนใหญ่มีการเคลื่อนไหวที่จำกัดระหว่างระยะเด็กและผู้ใหญ่ การแพร่กระจายในมหาสมุทรมักเกิดขึ้นผ่านระยะทะเล เช่น ตัวอ่อน ซึ่งเอื้อต่อการเชื่อมต่อระหว่างภูมิภาคห่างไกล

ในขณะที่สิ่งมีชีวิตในแนวปะการังบางชนิดแสดงการเติมเต็มตัวเองภายในขอบเขตทางภูมิศาสตร์ที่จำกัด การแพร่กระจายของตัวอ่อนอย่างกว้างขวางไปทั่วมหาสมุทรอันกว้างใหญ่ช่วยเพิ่มความเชื่อมโยงระหว่างพื้นที่ที่แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ

โดยเฉพาะอย่างยิ่ง สิ่งมีชีวิตในทะเลมีความสามารถในการแพร่กระจายที่หลากหลาย ตั้งแต่ตัวอ่อนคลานไปจนถึงการแพร่กระจายของทะเล ซึ่งเกินกว่าศักยภาพในการแพร่กระจายของสิ่งมีชีวิตบนบกตามลำดับความสำคัญ

ตัวอย่างเช่น การศึกษาเกี่ยวกับปลาไหลมอเรย์ (วงศ์ Morayidae) ซึ่งครอบคลุมพื้นที่สองในสามของโลกตั้งแต่แอฟริกาไปจนถึงอเมริกากลางเผยให้เห็นความเชื่อมโยงทางพันธุกรรมของประชากรในระดับสูง ในทำนองเดียวกัน ปลายูนิคอร์นแสดงให้เห็นถึงการแยกทางพันธุกรรมเพียงเล็กน้อยในมหาสมุทรอินเดียและมหาสมุทรแปซิฟิก ซึ่งเน้นย้ำถึงการไหลเวียนของยีนที่กว้างขวางระหว่างประชากรที่อยู่ห่างไกล

การค้นพบดังกล่าวท้าทายแนวคิดเรื่องความสม่ำเสมอในกระบวนการเก็งกำไรในระบบนิเวศบกและทางทะเล โดยเสนอว่าขนาดและกลไกของการเก็งกำไรแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญระหว่างสภาพแวดล้อมเหล่านี้

การวิจัยทางสายวิวัฒนาการได้เปลี่ยนรูปแบบความเข้าใจของเราเกี่ยวกับต้นกำเนิดของความหลากหลายทางชีวภาพทางทะเล โดยเน้นย้ำถึงการมีส่วนร่วมหลายแง่มุมระหว่างการไล่ระดับของระบบนิเวศและพลวัตทางวิวัฒนาการ ด้วยการคลี่คลายความซับซ้อนของการจำแนกชนิดในมหาสมุทร เราได้รับข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับความสามารถในการปรับตัวและความยืดหยุ่นอันน่าทึ่งของชีวิตใต้ท้องทะเลเมื่อเผชิญกับความท้าทายด้านสิ่งแวดล้อม