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高原魚類進化與功能基因組學學科組在高原鳅屬魚類趨同進化研究中取得進展
2019-09-09 科技處 | 【 】【打印】【關閉

  趨同進化是指不同生物獨立演化出相同或相似性狀的一種進化型式。這種進化型式在生命的演化過程中非常普遍,且往往被視爲生物體適應環境的證據。但是趨同進化常常會因産生相同或相似的表型而誤導物種分類。因此,開展趨同進化的研究不僅有助于我們理解物種演化與環境的關系,也有助于解決當前的分類學困境。 

  高原鳅屬(Nemacheilidae, Triplophysa)是一個物種豐富但分類十分混亂的類群。其中,斯氏高原鳅(T. stoliczkae Steindachner, 1866;也有寫作 T. stoliczkai)是高原鳅屬中最爲知名的廣布物種。其分布區幾乎覆蓋了整個青藏高原和周邊地區(圖1-a)。由于魚類的生物地理過程受到水系的嚴格約束,青藏高原區域不太可能存在廣布性的魚類物種。高原魚類進化與功能基因組學學科組通過綜合的多位點譜系分析,證實不同地理區的斯氏高原鳅在系統發生樹中具有不同的演化位置(圖1-b)。譜系形變空間分析和趨同檢驗進一步支持“斯氏”廣泛特征上的趨同演化事件(圖1-c)。基于典型性狀的祖先特征重建,發現反映“斯氏”刮食行爲的性狀多次獨立起源,並顯示出明顯的演化方向;其發生時間與青藏高原地區環境劇變的時期恰好吻合(圖2)。結合行爲學記錄推測出:隨著環境的日益嚴苛,青藏高原的河流與湖泊愈發貧瘠。越來越嚴重的取食壓力,使得一些高原鳅物種不得不去利用營養價值較低的著生藻類,開始刮食行爲。取食行爲的創新伴隨著生理結構的適應最終導致了“斯氏”形態的趨同進化。該研究也爲現有物種的分類修訂提出了建議。 

  相關論文“Multiple convergent events created a nominal widespread species: Triplophysa stoliczkae (Steindachner, 1866) (Cobitoidea: Nemacheilidae)”已發表在進化生物學重要期刊《BMC Evolutionary Biology上。馮晨光博士爲該論文的第一作者,趙凱研究員爲通訊作者。該研究得到國家自然科學基金面上項目和中國生物多樣性監測與研究網絡項目的資助。

  文章鏈接:https://bmcevolbiol.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12862-019-1503-3

1 高原鳅屬物種進化關系與形態趨同

2 斯氏高原鳅進化曆史

 

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