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等級： 管理員
頭銜：戰(zhàn)略執(zhí)行部
貼子：37
PR：1736
產(chǎn)通幣：0
來自：Shenzhen
注冊：2005/7/19 |
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| 第 1 樓 |
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 中科院昆明植物所通過蘇鐵演化解釋了類群長距離傳播假說 |
【產(chǎn)通社，8月7日訊】擴散如何影響植物的現(xiàn)代分布格局是進化生物學(xué)和生物地理學(xué)領(lǐng)域的熱點科學(xué)問題。由擴散能力較強的媒介（如鳥類、風(fēng)、洋流）介導(dǎo)的長距離擴散也被認為是島嶼植物區(qū)系演化和一些近緣植物類群間斷分布形成的主要驅(qū)動因素。洋流作為自然界中最大規(guī)模的水體運動，不僅可以促進不同緯度間的熱量輸送和交換，調(diào)節(jié)全球的熱量平衡；在海洋動物和具漂浮傳播體的植物擴散傳播中也扮演重要角色。然而迄今為止，極少有研究基于洋流循環(huán)模擬來解釋洋流如何影響濱海植物的演化歷史。
蘇鐵屬（Cycas）拳葉蘇鐵組（Section Cycas）刺葉蘇鐵亞組（Subsection Rumphiae）的部分物種（約10種）的種子具有類似海綿層的結(jié)構(gòu)，且種子內(nèi)部空間較大，是典型的傳播體可以漂浮的植物類群。這些物種都具有濱海生活習(xí)性，且間斷分布于亞洲大陸、馬來群島及非洲沿海地區(qū)，是探究洋流循環(huán)如何影響植物演化歷史的理想類群。
為了揭示這些群體的譜系地理結(jié)構(gòu)及其形成原因，研究人員對該類群不同分布區(qū)的個體進行取樣，基于葉綠體基因組數(shù)據(jù)，重建了其系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系和譜系地理歷史�；诘乇硌罅餮h(huán)模型，通過模擬不同時期的蘇鐵傳播體在全局和多個區(qū)域的洋流漂流軌跡，探討了洋流對該類群譜系結(jié)構(gòu)及分布格局的影響。
結(jié)果表明，
（1）種子可漂浮的蘇鐵類群聚為三個近期分化的分支（即印度洋、太平洋和巽他三個支系），呈現(xiàn)出明顯的譜系地理結(jié)構(gòu)，且地理距離和遺傳距離之間具有顯著的相關(guān)性，暗示了洋流介導(dǎo)的種子長距離傳播塑造了其遺傳結(jié)構(gòu)。
（2）與種子不可漂浮的蘇鐵相比，種子可漂浮類群在分支內(nèi)部顯示了較保守的核苷酸替換速率，但這兩類類群之間沒有檢測到顯著的選擇壓差異。巽他分支的類群具有最低的核苷酸多樣性，暗示著巽他大陸內(nèi)部周期性路橋的出現(xiàn)促進了該區(qū)域頻繁的種間基因交流。受地理隔離的影響、并且分布在太平洋和印度洋的兩個分支受到了相對更強的純化選擇，暗示了這兩個分支在隨洋流拓殖分布地過程中，通過清除有害突變來適應(yīng)新的生境。
（3）洋流軌跡模擬結(jié)果顯示，漂流后登陸的區(qū)域范圍與現(xiàn)在的分布范圍十分吻合，且不同譜系的漂流軌跡都限制在各自區(qū)域內(nèi)。這種一致性也從機制上印證了洋流循環(huán)不僅影響了該類群的濱海分布模式，而且在塑造該類群的譜系結(jié)構(gòu)中發(fā)揮了重要作用。
此外，在地理交界區(qū)域的Palau和Flores這兩個島嶼之間存在一定程度的種子漂流軌跡交匯，這解釋了系統(tǒng)發(fā)育分支揭示的Palau和Flores分布的類群具有的獨立的系統(tǒng)位置。
上述研究成果為研究濱海生態(tài)系統(tǒng)的演化歷史提供了新視角，即結(jié)合多種證據(jù)驗證類群的長距離傳播假說；利用洋流機制模擬手段，解釋了當(dāng)今濱海分布類群譜系地理結(jié)構(gòu)的成因；通過系統(tǒng)發(fā)育基因組學(xué)和譜系地理學(xué)的方法，探討了類群近期的演化歷史等問題。
相關(guān)研究成果以Congruence between ocean-dispersal modelling and phylogeography explains recent evolutionary history of Cycas species with buoyant seeds為題，發(fā)表在New Phytologist上。研究工作得到中科院西部之光項目、國家自然科學(xué)基金、云南省自然科學(xué)基金和國家生態(tài)環(huán)境部生物多樣性調(diào)查與評估項目等的支持。
查詢進一步信息，請訪問官方網(wǎng)站 http://www.cas.cn/syky/202108/t20210805_4801190.shtml。（Donna Zhang，張底剪報） |
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