青藏高原在地质历史时期复杂且大规模的气候环境变化对促进本地区生物多样性的发展起决定性影响，甚至对现代广布类群祖先的洲际扩散起重要作用。中国科学院古脊椎动物与古人类研究所团队研究发现：（1）在中生代时期， 青藏高原所处地区覆盖着广阔海洋， 喜马拉雅山脉的三叠纪海相沉积中产有鱼龙和旋齿鲨等脊椎动物化石。（2）至侏罗－白垩纪， 西藏东南部的部分地区逐渐脱离海洋环境，在昌都盆地形成了与当时四川盆地相似的淡水湖泊， 恐龙等爬行动物则在湖边活动。（3）新生代早期印度板块与欧亚板块的碰撞使青藏高原逐渐隆起， 一些热带、亚热带鱼类的发现， 表明当时青藏高原地区内部与东南亚的热带地区之间可能有水系连通。（4）随着青藏高原地区地势隆起幅度显著升高， 环境变干、变凉， 致使喜暖鱼类在此绝迹， 并转换为青藏高原特有的裂腹鱼类。（5）青藏高原的快速上升导致季风气候加强， 中亚内陆地区的气候持续走向干旱， 中国西部的中新世动物群主要由耐旱的草原型哺乳动物组成， 还有耐旱的鸟类和爬行动物共生。（6）至上新世， 达到现代高度的青藏高原进入冰冻圈，成为冰期动物群最初的演化中心。（7）当第四纪冰期来临，已经适应了冰冻环境的动物迅速扩散到青藏高原周边以及更遥远的地区， 成为现代动物多样性的基础。
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