地形在松屬物種分化中起著關(guān)鍵作用 中緯度地區(qū)或是松柏類進(jìn)化博物館

在北半球，松柏類的大部分物種分布于中緯度山地，形成該獨(dú)特分布的機(jī)制是什么?9日，記者從中科院植物所獲悉，來自該所的研究人員發(fā)現(xiàn)，約90%的現(xiàn)存松屬物種在中新世分化形成，松屬中緯度地區(qū)物種的分化時(shí)間明顯早于高緯度和低緯度地區(qū)的物種，研究人員推測中緯度地區(qū)很可能是松柏類植物的進(jìn)化博物館。相關(guān)研究成果發(fā)表于《美國科學(xué)院院刊》。

松屬是松柏類植物中最大的屬，起源于侏羅紀(jì)，被認(rèn)為是世上樹木中最重要的屬，具有極其重要的生態(tài)和經(jīng)濟(jì)價(jià)值，幾乎全部分布于北半球。“但是，松屬植物的基因組十分龐大、分子進(jìn)化速率慢，重建其進(jìn)化歷史非常困難，迄今該屬大部分亞組間和物種間的進(jìn)化關(guān)系未能確定。”中科院植物所研究員汪小全說。

為揭示松柏類植物獨(dú)特分布格局的成因和松屬植物的時(shí)空進(jìn)化歷史及機(jī)制，研究人員對全球松屬幾乎所有物種進(jìn)行了譜系基因組學(xué)和生態(tài)學(xué)等研究。通過來自轉(zhuǎn)錄組的1662個(gè)直系同源基因，研究人員構(gòu)建了具有極高分辨率的松屬物種進(jìn)化樹。

研究發(fā)現(xiàn)，地形在松屬物種分化中起著關(guān)鍵作用，干旱指數(shù)在生態(tài)位進(jìn)化速率的轉(zhuǎn)變中起決定性作用，且松屬物種對溫暖、干燥生境的偏好可能有助于其更好地適應(yīng)人類世的氣候變化。研究還發(fā)現(xiàn)，火在松屬的物種多樣性和分布格局形成中具有重要作用。

汪小全表示，這項(xiàng)研究是植物界第一例基于全面物種取樣在組學(xué)水平對世界廣布大屬開展的時(shí)空進(jìn)化研究，表明目前利用轉(zhuǎn)錄組比較分析重建物種水平高精度的植物生命之樹是高效、可行的，同時(shí)強(qiáng)調(diào)進(jìn)化生物學(xué)與生態(tài)學(xué)等整合研究在揭示生物多樣性大尺度格局形成中的重要性。(陸成寬)