柏科植物隨聯(lián)合古陸的分離而發(fā)生隔離分化

5月1日，《美國(guó)*院刊》（PNAS）在線發(fā)表了蘭州大學(xué)分子生態(tài)所（草地農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和生命科學(xué)學(xué)院）劉建全教授課題組及其合作團(tuán)隊(duì)的分子生物地理學(xué)和進(jìn)化研究新成果：柏科植物隨聯(lián)合古陸的分離而發(fā)生隔離分化。*作者和通訊的*單位均為蘭州大學(xué)，是以蘭州大學(xué)為主導(dǎo)、發(fā)表在該綜合雜志上的*篇論文。

現(xiàn)有分子生物地理學(xué)研究結(jié)果表明，爬行類、兩棲類和哺乳類主要類群的分化時(shí)間可能與聯(lián)合古陸的分離時(shí)間大致吻合。然而這些研究結(jié)果大多為描述性質(zhì)，并未進(jìn)行嚴(yán)格的生物地理學(xué)假設(shè)檢驗(yàn)。同時(shí)，由于植物多數(shù)類群的物種多樣化時(shí)間較晚，類似研究鮮少、也很難在植物類群中開(kāi)展。在種子植物中，柏科是開(kāi)展類似研究的理想或*類群。首先，柏科植物遍布所有大陸（南極洲除外）；其次，化石記錄表明中侏羅紀(jì)時(shí)該科已經(jīng)起源并且廣布于聯(lián)合古陸南、北部；第三，柏科現(xiàn)有類群多樣性相對(duì)較高，其化石記錄非常豐富，從而為多化石標(biāo)記隔離分化時(shí)間提供了基礎(chǔ)。

論文的作者包括蘭州大學(xué)分子生態(tài)所的毛康珊博士等人，以及來(lái)自德國(guó)慕尼黑大學(xué)、英國(guó)愛(ài)丁堡*植物園、愛(ài)丁堡大學(xué)、美國(guó)密蘇里植物園、*成都生物所等單位的科學(xué)家，劉建全教授為通訊。該合作研究團(tuán)隊(duì)在過(guò)去10年中，對(duì)柏科物種進(jìn)行了*的廣泛取樣，獲得了122個(gè)物種的實(shí)驗(yàn)樣品，利用植物三套基因組的近萬(wàn)個(gè)DNA堿基序列進(jìn)行系統(tǒng)發(fā)育分析，建立了該科zui為完善的分子系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系，然后利用全證據(jù)分析確定了16個(gè)化石標(biāo)記點(diǎn)；在此基礎(chǔ)上計(jì)算了各主要分支的分化時(shí)間，并檢驗(yàn)了其生物地理式樣的形成過(guò)程。他們的研究表明：柏科在三疊紀(jì)早期起源于聯(lián)合古陸東北部，自三疊紀(jì)晚期至侏羅紀(jì)晚期逐漸擴(kuò)散至聯(lián)合古陸南、北部并分化為現(xiàn)有的七個(gè)亞科。柏科zui年輕的兩個(gè)亞科分別為分布于南半球的澳洲柏亞科和主要分布于北半球的柏木亞科，二者在侏羅紀(jì)中期至白堊紀(jì)早期開(kāi)始演變?yōu)椴煌倪M(jìn)化分支，這一時(shí)間與聯(lián)合古陸南北隔離的時(shí)間高度吻合。基于似然法的祖先區(qū)域重建分析支持柏科兩大亞科分化與聯(lián)合古陸南北分離存在直接關(guān)聯(lián)。該研究得到了同行的*："…the paper by Mao et al. is of broad interest to the scientific community. It documents one of the first examples of a seed plant clade, Cupressaceae, that nicely traces the breakup of Pangaea. The methods and procedures are cutting edge…"（"…毛康珊等作者的論文將會(huì)引起科學(xué)界的廣泛關(guān)注。該研究利用柏科細(xì)致揭示了聯(lián)合古陸分離的歷史，這在種子植物中尚屬*。該論文應(yīng)用了目前zui前沿的方法和程序…"）, "This is a very interesting and important paper, supported by an impressive data set and analyses…"（"這是一篇十分有趣和重要的論文，其展現(xiàn)的大量數(shù)據(jù)和相關(guān)分析使人印象深刻…"）。

除此之外，該論文還對(duì)柏科的化石記錄進(jìn)行了系統(tǒng)梳理，將其中29個(gè)可靠的化石記錄整合到祖先分布區(qū)域重建分析中去，詳細(xì)論證了滅絕類群對(duì)該分析的影響。如此大規(guī)模地將滅絕類群應(yīng)用到基于模型的生物地理學(xué)假設(shè)驗(yàn)證中，也是該項(xiàng)工作的一大亮點(diǎn)。從某種意義上來(lái)講，該論文避免了以往研究?jī)H考慮現(xiàn)有類群而忽略滅絕類群的誤區(qū)，極大地改進(jìn)了生物地理學(xué)假設(shè)檢驗(yàn)方法的度。不難預(yù)見(jiàn)，該論文將博得生物地理學(xué)和進(jìn)化研究領(lǐng)域科研工作者的廣泛興趣。

*、國(guó)家自然科學(xué)基金委、*等機(jī)構(gòu)為該項(xiàng)研究提供了支持。

近年來(lái)，劉建全教授及其團(tuán)隊(duì)在長(zhǎng)期的艱苦的野外科學(xué)考察、分類鑒定和材料收集基礎(chǔ)之上，采用新技術(shù)和新分析方法，在生物地理學(xué)領(lǐng)域、特別是高山植物的進(jìn)化歷史方面取得了系統(tǒng)的、集成的研究成果，有一批論文發(fā)表在Molecular Biology and Evolution、Evolution、Molecular Ecology、New Phytologist、Journal of Biogeography等期刊上，得到了、國(guó)內(nèi)同行的廣泛關(guān)注。