跨越三千萬年曆史長河 中國學者在《Nature》上繪出了一幅繁花似錦的生命之樹
「我們認為這項研究的重要性超出了植物生物學的範圍，可以延伸到其他生物和地球其他地區的研究上。我們所採用的方法和結論也將有助於引起科學家和公眾對生物多樣性保護的廣泛關注。」
新的研究表明，中國東部是一個花卉「博物館」，有著豐富的古老種群，而西部則更像是進化的「搖籃」，在這裡有許多新品種出現。
由多國科學家組成的國際團隊繪製出中國3萬種開花植物物種之間的進化關係，揭示了中國這一區域被子植物系統發育多樣性形成的時空格局。研究指出中國東部地區是一個花卉「博物館」，有著豐富的古老種群，而西部地區則更像是進化的「搖籃」，在這裡有許多新品種出現。
這是針對中國所有開花植物物種或稱被子植物（angiosperms）製作了第一個物種水平的生命之樹，也是第一個顯示了新物種何時出現的生命之樹，科學家們利用140萬個博物館標本繪製了它們的分布圖。同時研究也表明人口密集的東部地區需要進行更多的保護工作，這裡有許多瀕危的植物物種和國家最重要的生物多樣性熱點地區。
這一研究成果公布在2月1日國際著名學術期刊Nature上，文章的通訊作者為植物研究所陳之端研究員，植物所外籍特聘研究員、美國佛羅里達大學教授Pamela S. Soltis和Douglas E. Soltis，以及美國霍普學院教授Jian-Hua Li。第一作者為植物研究所魯麗敏、劉冰、葉建飛、楊拓、李洪雷、孫苗，以及南京林業大學的毛嶺峰。
陳之端研究員
一位作者表示，如果建立東部跨省區的自然保護區和國家公園，就能更加系統地保護該區域的植物譜系和依賴它們的動物。「保護不僅僅是保護物種數量，還要保護進化的多樣性和進程。只關注一個地區有多少物種，而不是它們與其它系譜的差異，可能會錯過生命之樹的重要部分，這兩者都是生物多樣性的關鍵檢測標準。這項研究填補了中國目前保護戰略中缺失的一塊。」
豐富的多樣性
中國擁有約10％的世界開花植物物種，超過美國的被子植物種類數量3.5倍。其多樣化的地理和氣候有助於植物形成豐富的生物多樣性。從東到西，逐漸由溫暖的丘陵，低地和平原地帶過渡為西部崎嶇的山脈，沙漠和世界最高的高原——青藏高原。
與北美和歐洲不同的是，中國在冰河時期（大約258萬年到11700年前）沒有經歷過這一時期大幅度的生態更替，因此古老的植物譜系在東部依然存活了下來，也出現了不斷變化的植物群落，相互覆蓋。
佛羅里達博物館的Doug Soltis表示：「中國沒有經歷過這種大規模的災難性事件。這使得它比起北半球來說更像是一個博物館。」
由於印度與歐亞大陸的碰撞，西部青藏高原隆起，開闢了無數的新生境，創造了一個涼爽，乾燥的西部氣候，從而推動了該地區新物種的進化爆發。西部成為了新草本物的搖籃，而東部仍然是一個較古老的植物博物館，兼具「博物館」和「搖籃」的作用。
研究人員發現，直到中新世早期，2300萬年前中國約有66％的被子植物才出現。平均物種分化時間——物種首次出現時間，即東部2200-2500萬年前，西部1500-1900萬年前。在過去3000萬年里，草本植物，也就是沒有木本莖的植物，比木本植物多樣化得多。
西東之差
研究人員利用物種分布數據，繪製了中國遺傳豐富的區域圖，指出廣東，廣西，貴州，海南和雲南是開花植物遺傳多樣性最高的地區；而東部的保守性要比人煙稀少的西部小，地片也比較散，不像西部保留了大片的土地。
Doug Soltis 說：「針對這些近期出現了新物種的地區開展保護措施很好，但還缺少了針對較古老的東部植物譜系的廣泛保護。這項研究有助於我們更好地了解自然保護區與實際所在地之間的差異，直到最近幾十年，科學家才意識到保護遺傳多樣性的重要性，這不僅僅是指保護稀有物種。」
研究人員還指出，博物館藏品的價值在於能夠進行全國規模性的，百萬年進化過程中的數千種植物研究。在過去的一個世紀里，每一件經過精心收集和保存的植物標本都為這個龐大的資料庫做出了貢獻，這個資料庫提供了中國開花植物多樣性的詳細資料。
「如果沒有這數百萬的藏品，如何能完成這樣的研究。如果沒有這些數據，這是不可能的。現在確定了3萬種物種，將近地球上10％的開花植物，這是一個重要的飛躍」，Pam Soltis說。
中國被子植物屬平均分化時間的空間分布。從左到右分別表示所有屬、木本屬和草本屬。
a-c：中國被子植物屬的平均分化時間；d-f：每個網格中最年輕25%屬的平均分化時間；g-i：每個網格中最老25%屬的平均分化時間。j-i：零模型檢驗年輕的(藍色網格)和古老的(紅色網格)分化中心。
第一作者魯麗敏也表示，這項研究為許多其他大規模的生物多樣性研究提供了一個範例模型。
「我們認為這項研究的重要性超出了植物生物學的範圍，可以延伸到其他生物和地球其他地區的研究上。我們所採用的方法和結論也將有助於引起科學家和公眾對生物多樣性保護的廣泛關注。」
原文標題
Evolutionary history of the angiosperm flora of China
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