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版納植物園基于黃杞屬植物揭示物種的界定與概念化

2020-08-21 西雙版納熱帶植物園
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  物種作為生物學研究的基本單元,其多樣性代表了地球上生物種類的豐富程度,是衡量一個地區生物資源的客觀指標。有效進行物種界定是系統發育、進化、生物地理和保護生物學研究的第一步。目前,精確進行物種界定仍面臨很大挑戰,特別是熱帶地區豐富的植物多樣性以及缺乏全面的植物區系調查,導致物種的界定錯誤率較高。這些錯誤的物種界定可能影響生物多樣性熱點地區相關研究。黃杞屬(Engelhardia)隸屬于胡桃科(Juglandaceae),為廣泛分布于熱帶和亞熱帶亞洲的典型特征類群,常見于喀斯特地區,是探究生物多樣性起源和地理分布的理想材料,但首先需要清楚其物種的問題。由于地理分布緯度跨度大,海洋分隔廣,缺乏研究材料等,其分類和系統發育已探索了數十年,卻仍然存在分歧。

  近期,中國科學院西雙版納熱帶植物園植物系統發育與保護生物學研究組博士生張燦瑜在副研究員孟宏虎、研究員李捷的指導下,利用五個葉綠體片段(psbA-trnH、trnL-trnF、rps16、trnS-trnG和rpl32-trnL),一個核片段(nrITS)和11個nSSR位點對71個居群716個個體進行物種界定研究,并對720份標本中的25個形態特征進行統計,通過分子數據與形態數據整合分析進一步探索黃杞屬植物物種邊界。研究結果表明,黃杞屬共包含7個種,其中黃杞(E. roxburghiana)、海南黃杞(E. hainanensis)、東南亞特有的黃杞(E. apoensis)和(E. serrata)分類地位不變,少葉黃杞(E. fenzelii)重新從黃杞(E. roxburghiana)中分離出來,云南黃杞(E. spicata var. spicata)、爪哇黃杞(E. spicata var. aceriflora)、毛葉黃杞(E. spicata var. colebrookeana)以及東南亞特有的黃杞(E. rigida)合并為云南黃杞復合群(E. spicata complex),齒葉黃杞(E. serrata var. cambodica)作為獨立物種(E. villosa)存在。

  該研究認為,僅使用單一證據界定物種可能會導致偏差,建議采用多手段綜合研究物種界定,尤其是在傳統的分類難以區分的類群中,其優勢在于分子數據為譜系識別提供了基本的系統發育框架,而添加形態學數據有助于進一步增加物種界定的準確性。關于物種,達爾文曾表示“沒有一項定義能使所有博物學者都滿意,然而每個學者在談到物種的時候,都能夠模糊地知道它是什么意思?”就像“一千個人眼中有一千個哈姆雷特”一樣,每個人對于物種定義都有不同的理解,導致迄今為止,生物學界在物種的定義問題上依舊存在爭議。這其中的關鍵矛盾在于物種形成過程是連續的,因此會產生模糊的邊界,而在實踐中需要給每個物種劃定明確的界限。當對生物體進行盡可能詳盡的描述時,才有可能通過物種界定來確定生物體之間的界限??蒲腥藛T以黃杞屬為例,運用綜合的方法,期望探究更精確的物種界定方法。因此,為了防止混淆和簡化物種界定中的一些問題,運用種下分類單元(亞種和變種)時要特別謹慎。在某些情況下,對亞種或變種重新組合或提升分類地位可以實現更準確的物種界定。

  研究結果以Shining a light on species delimitation in the tree genus Engelhardia Leschenault ex Blume (Juglandaceae) 為題,發表于Molecular Phylogenetics and Evolution。

  論文鏈接 

 

黃杞屬植物的地理分布區域和研究的采樣點 

 

基于nrITS和葉綠體構建的系統發育樹 

 

黃杞屬的形態分析 

打印 責任編輯:程博

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