新發(fā)現！科學(xué)家揭示常綠闊葉林的起源與演化

在中國科學(xué)院B類(lèi)先導專(zhuān)項的資助下，中國科學(xué)院華南植物園植物科學(xué)中心分子生態(tài)學(xué)團隊與韓國Sungshin Women’s University等單位合作，研究揭示常綠闊葉林的起源與演化。相關(guān)研究發(fā)表于《植物學(xué)年報》。

在當前人類(lèi)面臨全球氣候變化威脅的背景下，準確把握生物多樣性與氣候變化的內在聯(lián)系是重要且迫切的科學(xué)問(wèn)題。研究新生代以來(lái)氣候變化與現存生物多樣性的關(guān)系將有助于理解兩者在當前及未來(lái)的演變規律。此外，季風(fēng)氣候的強弱轉變、全球氣候轉型事件及造山運動(dòng)都存在時(shí)間上的耦合，深刻影響了亞洲大陸的生物多樣性分布格局。利用現存生物分布格局還原歷史環(huán)境轉變過(guò)程是研究氣候變化下生物多樣性變化規律的重要途徑。

我國亞熱帶地區是熱帶與溫帶的交匯地帶，受季風(fēng)氣候的影響發(fā)育了世界上面積最大、種類(lèi)豐富的地帶性植被—常綠闊葉林。同時(shí)，該地區也作為南北生物交流的平臺，可為生物多樣性響應氣候變化起到調節器的作用，但這方面的研究還沒(méi)有充足的科學(xué)證據。常綠闊葉林中的常見(jiàn)植物木蘭科木蘭屬含笑組物種(約73種)廣泛分布于亞洲熱帶與亞熱帶地區，為研究這兩個(gè)地區間生物交流與氣候變化的關(guān)系提供了理想的載體。

研究人員采用葉綠體基因組重建了含笑組的演化歷史，解析出熱帶與亞熱帶含笑物種本地積累的演化速率及雙向遷移速率。他們發(fā)現：含笑組與玉蘭組的分化發(fā)生在漸新世晚期，應與現代季風(fēng)的起源有密切聯(lián)系;熱帶地區的含笑物種較為古老，且演化速率及向亞熱帶的遷移率在中新世中晚期(~8 Ma)達到峰值，此后呈下降趨勢，暗示該時(shí)期的環(huán)境變化(如季風(fēng)減弱、氣候干旱)對含笑物種的演化產(chǎn)生了重大影響;亞熱帶地區的含笑物種在中新世中晚期(~8 Ma)開(kāi)始產(chǎn)生并快速分化，并在更新世之后(~3 Ma)向熱帶遷移的速率呈現下降趨勢，暗示該事件與全球的重要環(huán)境轉型事件存在關(guān)聯(lián)(如第四紀冰期、季風(fēng)波動(dòng)頻率加強等)。

該研究表明重要的環(huán)境轉型深刻地記錄在現生生物的分布格局與DNA中，為揭示亞洲生物多樣性特別是東亞常綠闊葉林植物多樣性與氣候變化的規律提供了案例。

據介紹，新生代(特別是晚新生代)以來(lái)，青藏高原隆升、南中國海擴張、古特提斯海退卻、CO2濃度變化等多重影響導致亞洲大陸發(fā)生了一系列的環(huán)境變化。其中，中新世以來(lái)(23 Ma)亞洲東部受季風(fēng)氣候控制(南亞地區可能在始新世就受古季風(fēng)影響)而內陸形成干旱環(huán)境是兩個(gè)最重要的環(huán)境轉型事件。(作者：朱漢斌)

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關(guān)鍵詞： 綠闊葉林 氣候變化 生物多樣性 全球氣候變化