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GEOLOGICAL JOURNAL Geol. J. 36: 251±263 2001) DOI: 10.1002/gj.898 Biodiversity and the history of reefs RACHELWOOD* Department of Earth Sciences, University of Cambridge, Cambridge, UK Current biodiversity estimates suggest that modern coral reefs house between 4 and 5% of all described species, although increasingly sophisticated molecular techniques may reveal the actual diversity to be far higher. The origins and maintenance of this considerable taxonomic biodiversity remain, however, poorly known, particularly as the relative importance of controls that maintain the structure of reef communities differ according to the scale of consideration. The diversity of local coral reef communities is strongly correlated with water depth and differences between habitats. Ecological structure is considered to be ordered mainly by interspeci®c interactions and differential responses to disturbance, whereas determinants of diversity at regional geographical scales include variation in rates of dispersal and recruitment from the available metapopulation. On evolutionary timescales, historical events such as unique radiations of key taxa and mass extinctions appear to be the main controls on biodiversity change. All these processes operate simultaneously, and must be integrated in order to gain an understanding of the evolutionary perspective. Depending upon the scale of population considered, reef communities may operate as both individualistic assemblages of taxa with similar requirements, and as more tightly integrated ecological entities. Copyright # 2001 John Wiley & Sons, Ltd. Received 20 December 2000; revised version received 1 June 2001; accepted 12 June 2001 KEY WORDS reefs; biodiversity; community stability; interactions; radiations 1. INTRODUCTION Given current interest in the maintenance of taxonomic biodiversity, the evolutionary origins of the coral reef eco- system are of great topicality. In recent years, new systematic, ecological and palaeontological data have become available that allow the development of a more integrated understanding of how such diverse communities assem- ble and evolve. Indeed, the origins of the complex ecosystems that dominate Earth today cannot be fully under- stood without a historical perspective. As with all communities, the structure of coral reefs is a result of ecological and evolutionary processes that vary in importance depending upon the scale of consideration. In order to simplify the system, the dynamics of reefs must necessarily focus on dominant species, and the interactions between them, the local environment, and a wide range of climatic, oceanographic, geographic and historical phenomena. Unlike physical processes, which operate at speci®c scales, biological processes operate at a variety of relative scales within communities, from those in¯u- encing individuals and populations, to those that control biogeographic processes and evolutionary events. All these processes may operate simultaneously at any given place and time. The interaction between the environment and each species within a community is both species-speci®c and highly dynamic, and also subject to change over evolutionary time. So, given the capacity of organisms to adapt to the biological and physicochemical environ- ment, and the fact that environments are often in a perpetual state of change, the great challenge of evolutionary ecology is to understand and to integrate these varied processes. Copyright # 2001 John Wiley & Sons, Ltd. *Correspondence to: Rachel Wood, Department of Earth Sciences, University of Cambridge, Downing Street, Cambridge, CB2 3EQ, UK. E-mail: [email protected] Current address: Schlumberger Cambridge Research, High Cross, Madingey Road, Cambridge CB3 OEL, UK.

Biodiversity and the history of reefs

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