车静课题组在亚洲特有两栖类—角蟾科物种多样性及演化研究方面取得新进展

  中国与东南亚地区一衣带水,山水相连。历史上,该区域经历了复杂的地质及气候变动,导致多种多样生态环境的形成,深刻影响了该区域生物多样性的演变。中国和东南亚有着丰富且特殊的生物多样性,横跨4个全球生物多样性热点地区:喜马拉雅(Himalaya)、中国西南山地(Mountains of Southwest China)、印度-缅甸(Indo-Burma)和巽他古陆(Sundaland)。然而,这些区域面临着严重的生物多样性丧失危机,特别是东南亚,森林资源正以前所未有的速度遭到破坏,大量生物将失去赖以生存的栖息地,很多物种可能还没来得及认识就已经面临着灭绝的风险。因此,如何重建和认识这一关键区域生物多样性格局的形成及演变,不仅具有重要的理论价值,也有实际的保护意义。

  角蟾科(Megophryidae),是亚洲特有的两栖类,主要分布于中国南方,喜马拉雅山地、印度东北部和东南亚,已知物种数量超过200个。由于分布广,物种多样性高,一个囊括大部分地区、全面的物种多样性评估及分子系统发育研究极富挑战。其中,角蟾属(Megophrys sensu lato)和掌突蟾属(Leptolalax)是角蟾科中物种多样性最为丰富、分布范围最广,并且亟待调查研究的两大类群(约占角蟾科物种数量的65%)。

  自2008年以来,车静课题组立足中国西南地区,长期活跃在东南亚区域,近年来积极投身于中国科学院东南亚中心的建设项目,开展了广泛的国际合作交流。通过联合国内及国外(俄罗斯、加拿大、美国、澳大利亚、泰国、日本、越南)等8国共14个研究组的科研人员,打破国界的限制,以完整取样为基础,构建角蟾属及掌突蟾属的系统发育关系,对其多样性、系统分类和生物地理演化进行了研究,提出了新的见解。主要研究结果表明:    

  1. 角蟾科的物种多样性被大大低估(图1和2)。Chen et al. (2017, 2018) 的研究发现潜在新物种至少30个,存在大量狭域分布和同域分布的物种。山区森林对驱动角蟾的物种分化扮演了关键作用。  

  2. 在系统演化关系的基础上,结合形态和地理分布,澄清了属级分类争议。例如,Chen et al. (2017)的研究揭示婆罗蟾属(Borneophrys)是无效的,是角蟾属的同物异名。Chen et al. (2018)的研究揭示掌突蟾属是小臂蟾属的同物异名。  
  3. 角蟾属及掌突蟾属的研究均呈现多个具生物地理结构的支系。比如,时间估算和祖先地重建分析提示古气候变动和板块运动促进了掌突蟾的快速分化,研究支持“上游殖民假说” ("upstream" colonization hypothesis),揭示掌突蟾属起源于巽他古陆(Sundaland),随后逐步扩散到亚洲内陆 (mainland Asia)(图3)。

 

  图1:角蟾属(Megophrys sensu lato)的物种多样性评估。标注成紫色的物种名表示潜在新物种(Chen et al., 2017)

  图2:掌突蟾属(Leptolalax)的物种多样性评估。标注成紫色的物种名表示潜在新物种(Chen et al., 2018)

  图3:掌突蟾属的生物地理演化历程(Chen et al., 2018)

  上述工作极大地提升了对中国和东南亚两爬物种多样性和保护的认识。

  目前上述研究成果以论文形式近期相继发表于国际刊物Molecular Phylogenetics and Evolution (Chen et al., 2017; Chen et al., 2018)。该工作在研究过程中得到了国家基金委优秀青年基金项目、中国科学院东南亚中心项目及国际伙伴计划等相关项目的大力支持。

  相关论文链接:

  1. 掌突蟾属(https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1055790317306991

  陈进民(云南大学与中科院昆明动物研究所联合培养博士研究生),Nikolay A. Poyarkov Jr.(俄罗斯莫斯科大学),Chatmongkon Suwannapoomg(泰国帕夭大学),Amy Lathrop(加拿大皇家安大略博物馆)为共同第一作者;车静研究员,王英永教授(中山大学),Robert W. Murphy教授(中科院昆明动物研究所特聘教授、加拿大皇家安大略博物馆),Jodi J. L. Rowley教授(澳大利亚博物馆)为共同通讯作者。

  2. 角蟾属(http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1055790316302299

  陈进民为第一作者;车静研究员与张亚平研究员为共同通讯作者。

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中国科学院昆明动物研究所

中国科学院昆明动物研究所围绕“一三五”发展规划,确定了立足西南及东南亚丰富的生物多样性资源,凝练了“重大疾病灵长类新型动物模型创制与新药研究”、“基因组进化的理论突破”、“家养动物及其野生近缘种基因资源发掘”等三个重点突破方向。

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