中大新聞網(wǎng)訊（通訊員陳素芳）我國(guó)有著豐富的丹霞地貌及喀斯特地貌，孕育著豐富的特有物種，其中不少物種在多個(gè)孤島式的特殊地貌均有分布。這種分布模式是如何形成的呢？其機(jī)制尚不明確。丹霞梧桐自1987年在廣東丹霞山（丹霞地貌）發(fā)現(xiàn)并正式發(fā)表后，相繼在鄰近的南雄盆地（丹霞地貌）、英德市的喀斯特地貌區(qū)發(fā)現(xiàn)，最近在福建的丹霞地貌區(qū)也有報(bào)道，是研究島嶼式特殊地貌間物種擴(kuò)散機(jī)制一個(gè)極好的研究對(duì)象。
圖1 丹霞梧桐的植株及生境
2020年開(kāi)始，廖文波教授、凡強(qiáng)副教授課題組對(duì)丹霞山、南雄盆地及英德喀斯特地區(qū)進(jìn)行了廣泛的采樣，共計(jì)28群體295個(gè)體，結(jié)合傳統(tǒng)Sanger測(cè)序及二代測(cè)序手段對(duì)其進(jìn)行了深入分析：選取其中25個(gè)代表性個(gè)體進(jìn)行淺層基因組測(cè)序，提取其葉綠體基因組構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)推測(cè)種子擴(kuò)散路線及居群分歧時(shí)間，基于4個(gè)高變?nèi)~綠體位點(diǎn)及簡(jiǎn)化基因組測(cè)序技術(shù)對(duì)28居群進(jìn)行群體測(cè)序以探測(cè)居群結(jié)構(gòu)及分化。
圖2 基于葉綠體基因組構(gòu)建的梧桐屬系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)及丹霞梧桐群體分化時(shí)間推斷
群體結(jié)構(gòu)分析表明，丹霞梧桐不但在地區(qū)間的分化顯著，在地區(qū)內(nèi)部也有明顯的群體結(jié)構(gòu)差異，表明其種子及花粉擴(kuò)散能力極為有限；基于核質(zhì)系統(tǒng)樹(shù)推測(cè)，丹霞梧桐起源于第四紀(jì)中更新世（約1Ma），現(xiàn)存丹霞梧桐可能發(fā)源于丹霞山及南雄地區(qū)；南下擴(kuò)散至英德喀斯特地貌后，回遷至丹霞及南雄地區(qū)，并捕獲當(dāng)?shù)鼐尤旱娜~綠體基因組。
基于生態(tài)位模擬及種群動(dòng)態(tài)分析表明，丹霞梧桐在約2萬(wàn)年前的有效群體大小達(dá)到其高峰，可能曾廣泛分布我國(guó)東南部地區(qū)。隨著早-中全新世氣候逐漸回暖，丹霞梧桐難以與亞熱帶常綠闊葉林優(yōu)勢(shì)種競(jìng)爭(zhēng)，分布范圍逐漸縮小。晚全新世階段，隨著東亞夏季風(fēng)的逐漸減弱，丹霞梧桐居群有效大小持續(xù)降低，同時(shí)，人類(lèi)的干擾有可能進(jìn)一步加劇該物種的瀕危，目前僅殘留在丹霞及喀斯特地區(qū)的峭壁生境。
與大部分受冰期影響的第三紀(jì)孑遺物種明顯不同，丹霞梧桐是在第四紀(jì)冰期起源并擴(kuò)散的，曾廣布于廣東、江西及福建地區(qū)。由于氣候變暖而導(dǎo)致其在南亞熱帶地區(qū)分布逐漸縮小，目前僅局限分布于丹霞山及其鄰近的少數(shù)特殊地貌區(qū)。丹霞梧桐對(duì)冰期環(huán)境的適應(yīng)，以及其在間冰期對(duì)峭壁生境的適應(yīng)機(jī)制均有著重要的科研價(jià)值。目前丹霞地貌及喀斯特地貌中僅有的幾個(gè)現(xiàn)存生境是其在間冰期的避難所，因此對(duì)丹霞梧桐現(xiàn)存居群的保護(hù)極為重要。
圖3 基于RAD-seq數(shù)據(jù)對(duì)過(guò)去20萬(wàn)年以來(lái)丹霞梧桐有效群體大小變化的推斷
近日，該研究以“The origin and dispersal of Firmiana danxiaensis among isolated specific landscapes”為題在學(xué)術(shù)期刊Journal of Systematics and Evolution上在線發(fā)表。中山大學(xué)是本文的第一作者單位，中山大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院凡強(qiáng)副教授及中山大學(xué)地球科學(xué)與工程學(xué)院黃康有副教授為論文共同通訊作者。該研究工作是在周婷副教授主持的“國(guó)家公園建設(shè)專(zhuān)項(xiàng)”（丹霞山生物多樣性科考專(zhuān)項(xiàng)）資助下完成的，廣東丹霞山國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)、韶關(guān)學(xué)院、廣東石門(mén)臺(tái)國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)也參與了本項(xiàng)研究。
論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1111/jse.12954
