黄晓磊(Huang Xiaolei )分享 http://blog.sciencenet.cn/u/book Nature is teacher | 诚实点,简单点,专业点 | 微博:weibo.com/naturethinker

博文

扩散的“反革命”—生物地理学的新认识

已有 5062 次阅读 2010-1-2 12:47 |个人分类:生物地理学|系统分类:科研笔记|关键词:生物地理学| 生物地理学

---

20世纪60年代之前,扩散一直是解释历史生物地理格局的首选。随着分支生物地理学综合了分支系统学和板块构造学说的思想而兴起,相关的研究迅速成为历史生物地理学研究的主流,隔离也成为解释生物地理学格局的首要选择(Humphries and Parenti,1986;Briggs,2007)。分支生物地理学家认为只有隔离导致的生物地理格局是可检验的(不同类群的一致性),而扩散是随机过程且在不同类群发生的情况不同,因此是不可检验的。

从逻辑上来说,分支生物地理学理论和研究框架存在两方面的问题。第一,过分关注于间断分布格局及寻找地区一致性关系,使其并不能适用于现实中所有的分布格局(如发生在特定类群的事件导致的非一致性格局),某些分布格局并不适合用分支生物地理学方法进行研究(Knapp, 2005;Briggs,2007)。第二,如同分支生物地理学批判扩散生物地理学将扩散作为先验性假定(a priori assumption)从而导致各不相同的描述性的解释是不合理的一样,分支生物地理学理论将隔离作为其先验性假定,在理论上忽视了扩散在一致性生物地理格局形成中的作用(Briggs,2007)。

虽然有关隔离和扩散的争论一直伴随着生物地理学的发展过程,越来越多的证据开始表明扩散在生物地理格局演化中的作用被低估了,并且定向性的非随机扩散也是大量存在的(McGlone et al.,2001;Renner,2005;Cowie and Holland,2006)。在蕨类植物和微生物中,扩散一直被认为是形成这些类群生物地理格局的普遍原因(Wilkinson,2001;Wolf et al.,2001)。对于众多南半球间断分布生物地理格局的形成,生物地理学家曾将其归结为隔离机制所致,即冈瓦纳大陆的解体。然而,近年来众多新的证据尤其是基于分子系统学和分子钟方法的生物地理学研究表明越洋扩散在南半球生物地理格局形成中扮演了非常重要的角色(Briggs,2003;de Queiroz,2005)。变色龙(Chamaeleoninae)的越洋扩散是一个著名的例子,Raxworthy et al.(2002)利用分子、形态、行为等数据构建了变色龙的系统发育关系和地区分支图,结果并不支持简单的冈瓦纳隔离假说,却表明变色龙可能起源于马达加斯加,然后经历了多次越洋扩散事件到达非洲大陆、塞舌尔以及科摩罗群岛等。de Queiroz(2005)、Cowie and Holland(2006)分别在其综述中很好的总结了近些年越洋扩散和海洋岛屿生物区系形成的研究例证,对于众多海洋岛屿(火山岛或珊瑚岛起源,与大陆没有发生过联系,如夏威夷群岛为火山岛),其生物区系可能只能通过扩散而形成(Whittaker,1998)。Yoder and Nowak(2006)总结了有关马达加斯加众多生物类群的分子系统学研究,发现大部分马达加斯加岛类群与非洲大陆类群呈现姐妹群关系,分歧时间表明马达加斯加生物区系的起源很大程度上可以归因于新生代(Cenzoic)来自于非洲大陆的扩散。一些新的、基于分子钟计算的研究,如Barker et al.(2007)对山龙眼科(Proteaceae)植物分布格局的研究、Perrie and Brownsey(2007)对新西兰羊齿(pteridophyte)植物区系的研究等,都证明越洋扩散在分布格局和植物区系演化中起到了关键的作用。对于北半球陆生生物地理格局的演化,扩散同样起到了重要作用。Zink et al.(2000)等利用线粒体DNA序列构建了北美干旱地区6个不同支系鸟类的系统发育树和地区分支图,结果显示6个支系的地区分支图没有一致性;虽然地理隔离是这些鸟类进化的主要模式,仍有25%的物种形成事件是由于越过先前存在的障碍的扩散所导致的。

扩散的“反革命”很大程度上是由于类群的分歧时间被应用到历史生物地理学研究中,分子系统发育(包括分歧时间的估计)和系统发生生物地理学研究使得生物地理学家对扩散和隔离在生物地理格局形成中的作用有了新的认识,也为生物地理学的发展带来新的契机。

综述:生物地理学的新认识及其方法在多样性保护中的应用. 动物分类学报, 2010, 35(1):158-164.



http://blog.sciencenet.cn/blog-111883-283583.html

上一篇:2010头一天,你看日出了吗?
下一篇:“专业精神”闲谈

3 王德华 任国鹏 penguin3

发表评论 评论 (5 个评论)

数据加载中...

Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备14006957 )

GMT+8, 2020-1-22 15:57

Powered by ScienceNet.cn

Copyright © 2007- 中国科学报社

返回顶部