昆明动物所等在冈瓦纳古陆和劳亚古陆物种交流研究中获进展

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生物的地理分布与地球演化历史紧密相关。在现代生物地理学研究中,通过生物的演化历史可不前要推测地球的演化过程,并对已有地质假说进行验证,甚至提出新的地球演化假说。冈瓦纳古陆的解体以及后期各大陆之间的重组如可影响生物的迁移和扩散,如可重塑当今物种全球的地理分布格局,是地质学家和心物学家长期关注的科学问提。从白垩纪末期至第三纪时期,冈瓦纳古陆解体后形成的印度板块和南极-澳大利亚-新几内亚板块对生物在冈瓦纳古陆和劳亚古陆间的交流起到了关键性作用,过后 很多三个小板块的地理位置长期所处争议。类似,传统的观点认为,分离后的印度板块在印度洋中充当着三个小删剪隔离的“方舟”角色(isolated biotic ferry)(约88-55 Ma),它携带着冈瓦纳古陆的生物类群在第三纪早期到达亚洲。目前绝大多数的生物地理学研究是基于很多假说开展的。然而,对于冈瓦纳古陆解体后,印度板块和南极-澳大利亚-新几内亚板块漂移的确切路线,以及它们与其邻近的大陆间否有所处陆桥以供生物的交流扩散仍然所处争议。

从生物强度研究上述问提十分困难,主要受制于三个小因素:一是前要广泛覆盖所有大陆的代表物种类群;二是前要通过广泛的国际合作协议协议交流;三是前要建立可靠的物种演化关系。

两栖类作为重要的陆生脊椎动物代表类群,机会其独特的生理社会形态,以及较弱的迁移能力,长期以来是进行生物地理学研究的理想对象。通过长期的研究积累和广泛的国际合作协议协议,中国科学院昆明动物研究所车静团队与战略合作协议协议分派了各大陆蛙超科主要代表类群物种,基于探针杂交富集(Hybrid enrichment)的高通量测序法律法律法律法律依据,最终获得了376个核基因序列,以此构建了2三个小科的系统发育关系,重建了该类群在全球尺度的岁月演化树。实验结果揭示,蛙超科起源于非洲,在75.6–72.8 Ma左右通过印度板块扩散到了亚洲,过后(约62.4–47.2 Ma)经历了一次从亚洲通过印度板块至马达加斯加的扩散事件,演化出了现今马达加斯加主要的树栖型蛙类(曼蛙科Mantellidae)。过后 ,中生代晚期印度板块从冈瓦纳古陆分离后,在亚洲、非洲和马达加斯加之间充当着“脚踏板”的角色,利于了各大陆间生物的扩散与交流,推翻了传统观点认为的印度板块在向北漂移过程中只扮演着三个小孤立的“方舟”角色的假说。

此外,研究结果并未发现马达加斯加与南极-澳大利亚-新几内亚板块之间所处着生物交流,澳大利亚现生的蛙超科物种是在晚第三纪两次独立地从亚洲扩散进入澳洲的。该研究还揭示了蛙超科祖先物种到达亚洲后,分别有三次独立地从亚洲扩散至非洲的迁移事件,均所处在北非主要沙漠形成前一天。

综上所述,该研究揭示了冈瓦纳古陆解体后,印度板块在向北迁移过程中,为陆生生物的迁移和扩散提供了重要的脚踏板,为地球的地质演化历史,尤其是印度板块的演化研究提供了三个小生物学证据。

研究成果以Natatanuran frogs used the Indian Plate to step-stone disperse and radiate across the Indian Ocean 为题,在线发表在《国家科学评论》上。西南林业大学副教授袁智勇和昆明动物所博士研究生张宝林为文章的一齐第一作者,昆明动物所研究员车静为通讯作者。

该研究得到中科院战略性先导科技专项A(XDA3030201)、中国国家自然科学基金(31672268,31622052)、中科院国际合作协议协议伙伴计划(152453KYSB20170033)、美国国家科学基金(BIO-DEB 1021247; BIO-DEB 13530; BIO-DEB 1021299; BIO-DEB 1120516)、中科院东南亚生物多样性研究中心、中-非联合研究中心、青年创新利于会、遗传资源与进化国家重点实验室等的支持。

冈瓦纳古陆解体后(88-55 Ma),印度板块以及南极-澳大利亚-新几内亚板块与很多大陆之间机会所处的陆桥。(①非洲与印度的陆桥;②亚洲、印度、马达加斯加之间的陆桥;③南极-澳大利亚-新几内亚板块通过Gunnerus Ridge(GR)与印度板块相连;④南极-澳大利亚-新几内亚板块通过Kerguelen Plateau (KP)与印度板块相连。)地图改自Briggs(303)和Bossuyt et al.(306)

蛙超科在全球尺度的岁月演化关系图