ecoliugy的个人博客分享 http://blog.sciencenet.cn/u/ecoliugy

博文

象牙参:“两地分居”为哪般? 精选

已有 5939 次阅读 2016-12-28 11:16 |系统分类:科普集锦|关键词:象牙参,姜科,,进化,间断分布| 进化, 姜科, 象牙参, 间断分布

精美的耳叶象牙参,高山上的姜科植物

姜科植物为多年生草本植物,起源于白垩纪中期的冈瓦纳大陆,现存的种类的95%以上分布于热带亚热带的低海拔地区。

然而姜科里的一个类群--象牙参,则比较“个性”,它是生活在高山地区的姜科植物。

象牙参属(Roscoea)是姜科植物中分布海拔较高的类群,为多年生的落叶草本,是姜科植物中极为特殊的一个高山植物类群。象牙参属一共约20个物种,形成典型的分段式分布模式。约8个种分布在喜马拉雅山脉(红线内),另外12个种分布于中南半岛北部的横断山区(云南北部,蓝色线内)。两个地区之间则没有象牙参分布。(见下图)


8种在喜马拉雅山,另外12种在横断山区,形成“两地分居”


分布于喜马拉雅山脉的三种象牙参


分布于横断山区的的三种象牙参

那么问题来了。 象牙参为什么会形成这种“两地分居”间断的分布情况?

版纳植物园的青年科学家赵建立,利用分子钟技术,找到了象牙参“两地分居”的原因。

原来,象牙参是在印度板块撞击到欧亚板块之后,随着喜马拉山隆升,以及中南半岛的地理变迁而逐渐形成的。通过对地质变迁的时间和植物分子钟的比对,发现这些植物分化的时间恰好与地质变迁相互吻合。象牙参的进化历史同时也反应了东亚的重大历史事件。


象牙参的起源、分化过程与地质时间

印度板块约在8000万年前撞击到欧亚板块之上,到了约3200万年的时候,青藏高原发生快速隆升,象牙参属就在此时,从距药姜属中分化出来,并在喜马拉雅山脉地区和中南半岛北部形成连续分布的格局。 又过了大约1000万年,到了约2300万年前,由于印度板块向东南方向挤压,青藏高原快速隆升的同时,导致中南半岛顺时针发生了滑动。正是此次地质变迁,造成了象牙参的地理隔离,形成了喜马拉雅山脉和横断山区“两地分居”的间断分布模式。


距药姜种子依靠鸟类散布种子,因此它可以连续分布

通过进化树,我们可以清晰地看出来,象牙参最近的“祖先”是距药姜(见上上图)。距药姜属在整个喜马拉雅山脉到云南北部是连续分布的。为什么呢?因为它的种子依靠鸟类散布种子。鸟类在吃了它的种子之后,可以飞跃滇西北横断山区的高山大川。即便是雄伟的三江并流等高山深谷也不会阻隔距药姜属的分布,所以距药姜呈现出连续分布的格局。


象牙参种子较小,靠蚂蚁散布,难以跨越高山深谷

然而象牙参则与距药姜不同。象牙参属的种子较小,主要依靠蚂蚁散布种子。蚂蚁散布能力有限,无法像鸟儿一样飞跃山川峡谷,拉屎扩种。这种生存策略,很可能就是导致象牙参属植物最终“两地分居”的原因。

通过对象牙参“两地分居”的深入研究,作者以一个小草草的分布故事,揭示了青藏高原形成过程中所带来的剧烈变化。以高山上盛开的花儿,展示了喜马拉雅山脉沧海桑田的震撼。正如作者在QQ上与我所言,每一个“花草”(植物类群)的演化历史都有可能揭示一段地质环境变迁的特殊历史。象牙参的故事不止如此(当然他们又有了新发现,之后我们另撰文介绍),植物对高山进化的适应及繁殖适应机制的研究将会更加精彩,它们等待着人类去探索去发现。

(注:图片和部分文字均来自于赵建立科学青年节海报,文章来源:Gondwana Research 2016




http://blog.sciencenet.cn/blog-300114-1023835.html

上一篇:灰喜鹊的社会主义雷锋精神
下一篇:蛾子蛋蛋里的毒招

18 陈楷翰 史晓雷 黄永义 孔祥雄 徐令予 马德义 张晓良 梁红斌 张珑 戴小华 杨正瓴 余国志 王启云 杨玺 李心诚 tianyuthu xlsd aliala

该博文允许注册用户评论 请点击登录 评论 (6 个评论)

数据加载中...
扫一扫,分享此博文

Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备14006957 )

GMT+8, 2018-7-22 21:01

Powered by ScienceNet.cn

Copyright © 2007-2017 中国科学报社

返回顶部