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      成都生物所揭示漸新世以來泛樹蛙屬Polypedates物種的地理分布格局演化

      文章來源:成都生物所 發表時間:2021-01-18

        泛樹蛙屬Polypedates隸屬于兩棲綱Amphibia、無尾目Anura、樹蛙科Rhacophoridae, 目前共包含26個物種,廣泛分布于南亞,東南亞和東亞地區。泛樹蛙屬物種(圖1)對海水不耐受且擴散能力較弱,是研究東南亞地區群島間分布區域演化的理想材料。前人對泛樹蛙屬的研究大多集中在其系統發育關系以及P. leucomystax物種的擴散,對泛樹蛙屬的生物地理學研究至今仍是空白。之前的研究表明泛樹蛙屬在漸新世開始出現物種多樣化,那么是什么原因導致了泛樹蛙屬的物種多樣化和擴散? 是否與古氣候和古地質事件有關?比如喜馬拉雅山的形成、歐亞板塊碰撞和更新世海平面上升導致的氣候變化等。 

         

        圖1 斑腿泛樹蛙 

        為驗證以上猜想以及探討泛樹蛙屬的擴散,中國科學院成都生物研究所李家堂研究員團隊等科研人員選取泛樹蛙屬3個線粒體片段 (12S rRNA, 16S rRNA, tRNAVal) 和3個核基因片段 (POMC, TYR, RHOD) 對泛樹蛙屬的13個物種一共119個個體進行系統發育分析以及分歧時間估算。為了更好地進行祖先區域重塑分析,本研究將該屬物種的分布區域詳細劃分為以下6個區域:巽他群島和蘇拉威西、印度、東南亞大陸、菲律賓、日本、中國南部。 

        研究結果表明泛樹蛙屬于漸新世末期 (26-19 Ma) 起源于巽他群島地區,于中新世中期(14-8 Ma) 通過克拉地峽擴散至東南亞大陸,該擴散路徑與掌突蟾相似,同時也驗證了克拉地峽是重要的擴散走廊這一假說。隨后泛樹蛙屬于中新世晚期 (9-4 Ma) 開始通過紅河斷裂帶擴散至東亞地區南部。在整個物種擴散時期,全球氣候變化(季風氣候和全球氣候變暖)促進了泛樹蛙屬物種的多樣化(圖 2)。 

         

        圖 2 泛樹蛙屬祖先區域重塑 

        另外,從中新世晚期到上新世 (6-3Ma) 泛樹蛙屬物種從東南亞大陸開始往回擴散到巽他群島,這種由北向南擴散的路徑與前人結果相一致。P. leucomystax物種在島嶼間的擴散模式驗證了更新世時期東南亞各島嶼通過陸地相連的假說,并支持分布于菲律賓和日本的P. leucomystax物種可能源于人類活動導致的物種擴散這一假說(圖 3)。 

         

        圖 3 A: P. leucomystax祖先區域重塑 B: 最后一次冰期和現在的陸地分布區域 

        該研究不僅證實了東南亞島嶼之間的地質事件和氣候變化的假說,同時描述了泛樹蛙屬物種的地理分布范圍演化,為結合地質氣候變化和物種擴散模式進行生物地理演化歷程研究提供了參考。 

        該工作以“Geographical range evolution of the genus Polypedates (Anura: Rhacophoridae) from the Oligocene to present” 為題于近日在“Zoologicl Research上在線發表。中國科學院成都生物研究所李家堂團隊和西南民族大學聯合培養的碩士研究生袁麗美和鄧熙齡為文章的第一作者,姜德純、Sebastian Klaus、Nikolai L. Orlov參與了工作,中國科學院成都生物研究所李家堂研究員和西南民族大學楊孔教授為論文共同通訊作者。該項研究得到國家自然基金、中國科學院國際伙伴計劃、第二次青藏高原綜合科學考察研究等項目的資助。 

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