近日,上海植物园科研人员完成的一项研究Phylogeographic Structure of Iris ensata Uncovers an Arid Barrier Shaping East Asian Alpine-Wetland Divergence(《玉蝉花的谱系地理揭示了塑造东亚山地—湿地植物遗传分化的干旱带屏障》)发表于国际生物地理学权威期刊
Journal of Biogeography
。研究团队以鸢尾科植物玉蝉花(
Iris ensata
)为研究对象,整合分子遗传学、生态位模拟与种群历史动态分析等手段,揭示了东亚湿地植物在更新世以来的遗传分化格局及其驱动机制。
东亚地区玉蝉花(
Iris ensata
)谱系地理结构
研究发现,玉蝉花的种群可划分为三个主要遗传谱系:中国浙江省天目山区域、中国东北与俄罗斯远东地区以及日本列岛与韩国南部。不同区域的种群具有明显不同的遗传组成,部分区域还保存着独特的叶绿体单倍型,显示它们经历了长期的地理隔离。
生态位模拟的结果表明即使在约2.1万年前的末次盛冰期,这种喜湿植物的适生区也没有像许多东亚温带植物那样发生明显的整体向南退缩。这表明天目山、朝鲜半岛等区域可能长期保存了较适宜的生境,成为冰期中重要的“避难所”。
分子遗传学结果表明真正长期阻挡不同谱系间交流的,可能是一条横贯东亚北部的干旱—半干旱带。对于依赖湿地环境的植物来说,大片持续干燥的区域即使没有高山阻隔,也足以成为难以跨越的气候屏障。进一步的种群历史动态分析表明,主要谱系的分化发生在更新世,并伴随着较低的基因交流。
湿地植物玉蝉花形态特征及其主要生境
值得一提的是,这条由湿地植物玉蝉花的遗传信息勾勒出的地理边界,与东亚经典的淡水动物地理分区高度吻合。也就是说,这种湿生鸢尾与鱼类、两栖动物等,可能共同记录着气候变化、水系演变和湿地连通性改变所留下的历史印记。
从植物谱系地理学出发,我们看到的不只是一个物种的迁徙与分化,更是一幅跨越漫长时间尺度的东亚生物地理的变迁图景。该成果为理解气候变化对湿地物种遗传多样性及其地理分布的影响提供了重要的科学基础,也为东亚地区山地植物生物地理学研究开辟了新的视角。
该论文第一作者为上海植物园肖月娥教授级高级工程师,华东师范大学陈小勇教授和上海辰山植物园蒋凯副研究员为共同通讯作者,上海辰山植物园胡永红教授、童鑫副研究员以及香港大学Juan Diego Gaitán-Espitía教授为共同作者。Journal of Biogeography创刊于1974年,是生物地理学领域享有盛誉的经典权威期刊,中科院分区为环境科学与生态学2区。
图:爱丽丝喵
审核:蒋凯
入园须知
植物园小红书
花卉节小程序
花卉节小红书