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《自然》:王青锋/万涛团队阐明猴面包树属植物多样性演化历史

已有 1401 次阅读 2024-5-16 12:55 |个人分类:小柯生命|系统分类:论文交流

北京时间2024年5月15日23时,中国科学院武汉植物园/中国科学院中-非联合研究中心王青锋研究员和万涛研究员团队,在Nature杂志发表了题为“The rise of baobab trees in Madagascar”的长篇研究论文。

该研究系统阐明了猴面包树属植物多样性演化历史,并就其科学保护提出了建议。

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猴面包树属(Adansonia)是锦葵科木棉亚科落叶乔木,全球仅存8种,其中6个种特有分布于马达加斯加,其余两种分别分布于非洲大陆和澳大利亚。在马达加斯加,猴面包树被称为“森林之母”,个体寿命可达上千年,因其巨大的体型和奇特形态,在当地形成了壮美的自然景观,每年吸引全球无数旅行者慕名而来。猴面包树的果实可食用,树干储水丰富,树皮是手工制品原料,在干旱条件下,可为不同动物提供水、食物和庇护所,故又被喻为“生命之树”,具有极其重要的科学研究、经济、生态和人文价值。

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马达加斯加穆龙达瓦的猴面包树大道。魏能/摄

受全球气候变化和栖息地破坏影响,近年来,猴面包树属植物多样性保护成为学术界和大众广泛讨论的热点问题,尤其在马达加斯加,各物种的个体数和适宜生境骤减,已有三种猴面包树被世界自然保护联盟濒危物种红色名录(IUCN Red List)列为濒危或极度濒危物种。此外,关于猴面包树属的起源中心及地理分布格局的形成历史仍存在较大争议。尽快厘清猴面包树多样性格局的形成过程,通过系统的科学研究指导并制定更有效的保护策略已刻不容缓。

研究人员基于来自马达加斯加、塞内加尔和澳大利亚的8个猴面包树物种野生个体的基因组遗传信息,综合使用多种方法,重建了猴面包树属的系统发生关系,结果表明,猴面包树属的物种分化始于距今约2100万年前,该时间远晚于非洲和澳大利亚板块的分离及马达加斯加岛的形成。然而在全基因组水平上,基于不同位点或不同数据类型得到的系统发生信号出现了广泛不一致性。进一步基于基因组数据的综合分析表明,在已形成洲际隔离或马岛同域分布的猴面包树物种间,均检测到历史基因流信号,反映了猴面包树属的网状演化历史。依据历史同域分布和跨洋扩散及基因流的可能性评估,研究者认为马达加斯加应该是猴面包树属的起源和分化中心。

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猴面包树属物种的系统发育关系

该研究还利用基因组数据计算了各猴面包树物种的遗传多样性情况及种群历史动态,并结合生态学数据分析,发现马达加斯加现存的6个猴面包树物种的当前分布格局及种群演化历史,可能受到了物种间生态竞争的影响。除此之外,因全球海平面波动引起的岛屿历史面积变化等地质演变因素,也共同驱动着岛内猴面包树的种群大小及分布的动态变化。

2.png马达加斯加猴面包树种群变化历史及其受地质事件、海平面变化等的影响

综合考虑马达加斯加猴面包树的演化历史、生存现状及未来可能受到的威胁,尤其是考虑到物种间基因流及生态竞争的情况,研究者建议IUCN红色名录调整三个濒危或极度濒危猴面包树物种的保护等级,并就其保护提出了新的有针对性的建议和策略。

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马达加斯加穆龙达瓦的猴面包树大道。万俊男/摄

该项成果是武汉植物园/中-非联合研究中心长期与非洲、欧洲等相关科研机构紧密合作实施非洲生物多样性研究与保护的阶段性总结。该研究对马达加斯加特有的生物多样性发生机制,提供了重要研究案例,为有效保护马达加斯加岛整体生物多样性提供了新的科学视角和参考依据。

中国科学院武汉植物园/中国科学院中-非联合研究中心王青锋研究员、万涛研究员为论文的共同通讯作者,万俊男博士、王生位博士、英国伦敦玛丽女王大学Andrew R. Leitch教授、英国皇家植物园邱园Ilia J. Leitch博士、华大基因简建波博士为共同第一作者。该研究得到了中-非联合研究中心、国家自然科学基金等项目资助。

相关论文信息:

https://doi.org/10.1038/s41586-024-07447-4



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