蛙屬生物地理和物種分化研究獲進展

知識 06-25

完整地重建一些世界廣布的重要物種類群的進化關係是分子系統學中一個重要的發展方向，常常由於國界的限制，此類工作頗具挑戰性。蛙屬（Rana）物種廣泛分布於新、舊大陸，主要在北半球地區，如亞洲、歐洲、北美洲至南美洲北部均有分布。長期以來，該屬物種受到國內外廣泛關注，作為兩棲類中的模式生物用於行為、發育、進化等領域的研究。同時，該類群棲息生境的多樣化為開展大尺度生物地理研究及物種多樣性分化（Diversification）提供了良好的材料。

遺憾的是，長期以來，對該類群的系統學研究多局限於局部區域，即便是大尺度的研究涉及此類群，所使用物種非常零星。蛙屬物種在歐亞大陸與美洲大陸之間的遷移擴散路線是怎樣的？各大陸內部物種又是如何遷移擴散分化的？新、舊大陸在多樣性分化模式方面是否存在不同？區域物種類群的生物多樣性分化速率（物種成種速率-物種滅絕速率）受哪些可能的因素影響？這些問題的解決需要建立廣泛的國際合作，在大尺度範圍內（continental scale）以完整取樣為基礎，構建該類群的系統發育關係，以此探討和驗證存在的爭議性假說，解決相關高級分類階元的爭議。

中國科學院昆明動物研究所車靜課題組對該類群進行了長期的研究，前期在中國及東亞分布物種的分類、譜系地理及系統演化方面已經取得階段性進展（Che et al. 2007. 2009. Mol Phylogen Evol; Zhou et al. 2012. 2013, Mol Ecol）。此次，基於長期的積累及研究背景，該課題組聯合了來自美洲、歐洲和亞洲十餘位學者，在全球尺度上對蛙屬的系統演化進行了較為系統的研究。結合生物地理學和生物多樣性的研究方法，揭示了該類群的起源、擴散路線，以及多樣性分化模式。研究顯示，蛙屬可能起源於中國西南地區，從東亞經白令陸橋兩次獨立進入北美。隨後，其中一支遷入中、南美地區。後期，從東亞經中亞，進入歐洲地區。該類群的多樣性分化模式在新、舊大陸地區存在較大差異。例如東亞地區的物種，在分化過程中經歷了明顯的物種形成速率的增高變動，時間推測可能與東亞島嶼的劇烈構造運動和氣候波動所偶聯的海平面變化相關；而美洲地區的物種，整體經歷了一個適應輻射（Adaptive Radiation）的過程，成種速率呈逐漸降低趨勢。

目前該研究成果已在線發表於國際學術期刊Systematic Biology上。昆明動物所博士袁智勇、周煒幃和美國達特茅斯大學（Dartmouth College）博士陳欣為共同第一作者。通訊作者包括研究員車靜、David M. Hillis（德克薩斯大學奧斯汀分校），David C. Cannatella（德克薩斯大學奧斯汀分校）及中科院院士張亞平。

該工作在研究過程中得到了國家自然科學基金委、中科院、國家留學基金委等相關項目的大力支持。

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