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科研進(jìn)展
昆明植物所在杜鵑花屬植物多樣性維持機(jī)制研究方面取得新進(jìn)展 文章來(lái)源:中國(guó)科學(xué)院東亞植物多樣性與生物地理學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 | 發(fā)布時(shí)間:2020-12-22 | 作者:鄒佳運(yùn),高連明 | 瀏覽次數(shù): | 【打印】 【關(guān)閉】 闡明同域分布的物種多樣性維持與空間分布格局的影響因素是生態(tài)學(xué)和進(jìn)化生物學(xué)研究中的核心內(nèi)容之一。Darwin (1859) 在書(shū)中描述了近緣物種的兩面性:一方面,近緣物種因其生物學(xué)和地理起源的相似性可以促進(jìn)它們?cè)谙嗤瑮⒌刂泄泊?;另一方面,由于它們?cè)谛螒B(tài)和生態(tài)上的相似性,物種間在生態(tài)、遺傳和生殖上又會(huì)相互干擾。如何解釋這些近緣物種之間的共存?它與物種演化歷史、生態(tài)位和環(huán)境因子等因素之間緊密相關(guān)。作為全球生物多樣性熱點(diǎn)區(qū)域之一,橫斷山地區(qū)是很多種子植物的分布和分化中心,存在著大量的快速輻射類群,如杜鵑屬和報(bào)春花屬等,然而這些類群沿海拔梯度共存分布的相關(guān)進(jìn)化和生態(tài)過(guò)程尚不清楚。 近日,中國(guó)科學(xué)院昆明植物研究所植物多樣性演化和生態(tài)適應(yīng)團(tuán)隊(duì)的高連明研究組,通過(guò)與美國(guó)哥倫布州立大學(xué)Kevin S. Burgess教授等合作,以玉龍雪山沿海拔梯度分布的15種杜鵑屬物種為研究對(duì)象,結(jié)合物種演化歷史,通過(guò)比較杜鵑花屬近緣物種間形態(tài)和化學(xué)計(jì)量等多維度功能性狀的差異,探討性狀重疊和海拔分布范圍重疊對(duì)杜鵑花屬物種共存的影響因素(圖1)。研究發(fā)現(xiàn)不同亞屬內(nèi)物種對(duì)之間的性狀重疊與海拔范圍重疊關(guān)系的模式不同:常綠杜鵑亞屬物種對(duì)形態(tài)相似,但海拔分布范圍重疊較低;杜鵑亞屬物種對(duì)海拔分布范圍重疊較高,物種間的性狀分化較大,但在高海拔極端生境中,由于環(huán)境過(guò)濾或生態(tài)分選的作用,一些物種對(duì)之間共享更多功能性狀空間。系統(tǒng)發(fā)育是大多數(shù)功能性狀的有效預(yù)測(cè)因子,近緣物種間表現(xiàn)出較高的性狀相似性。研究結(jié)果暗示在精細(xì)的生態(tài)尺度下,性狀的趨同、趨異選擇和系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系在決定近緣物種沿海拔梯度共存模式中起關(guān)鍵作用,該研究為生物多樣性熱點(diǎn)區(qū)域近緣物種間的多樣性維持提供了重要科學(xué)依據(jù)。研究成果以 “Joint effect of phylogenetic relatedness and trait selection on the elevational distribution of Rhododendron species” 為題在線發(fā)表于Journal of Systematics and Evolution。博士研究生鄒佳運(yùn)為論文第一作者,高連明研究員為論文通訊作者。該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金(91631101, 31670213),中國(guó)科學(xué)院B類先導(dǎo)專項(xiàng)(XDB31000000)和云南省科技人才培養(yǎng)計(jì)劃(2017HA014)的資助,麗江森林生態(tài)系統(tǒng)定位研究站工作人員在野外工作過(guò)程中提供了支持和幫助。
圖1 性狀重疊(TO)與系統(tǒng)發(fā)育距離(PD)、海拔范圍重疊(ERO)之間關(guān)系的可能情況。
圖2 玉龍雪山15種杜鵑物種系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系 (A),染色體倍性、葉片形態(tài) (B),及沿海拔梯度分布格局 (C)。 (責(zé)任編輯:李雪)
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