樹蛙科系統發育和進化研究取得進展

2023-04-01 21:38:53 1

穩健的系統發育假說是生物多樣性和進化研究的基礎，對於解決分類爭議、理解進化過程和分析分化模型至關重要。鼠李科屬於兩棲綱和無尾目。它具有豐富的多樣性，據描述約有19屬420種，廣泛分布於東亞、東南亞、南亞和非洲。這個群體表現出各種性格差異。因此，這個家族在生物學的許多領域受到廣泛關注，是驗證進化假說的理想材料。近年來，基於傳統DNA基因片段的數據，蛙科的系統發育研究取得了很大進展。然而，爭議和衝突的地方仍然廣泛存在，需要進一步的系統研究。此外，蛙科是兩棲動物中繁殖類型最豐富的科。然而，目前尚不清楚這些繁殖模式是如何演變的，以及它們與物種多樣性分化的關係。

中國科學院昆明動物研究所車晶研究組與美國自然歷史博物館伊莉莎白·普倫迪尼博士以及國內外合作夥伴一起，收集了各大洲蛙科主要代表類群的物種。基於探針雜交富集高通量測序方法，獲得了352個核基因序列，首次開展了蛙科系統發育基因組學研究。分析表明，樹蛙科主要分支之間的關係得到了很好的解決，一些分類爭議也得到解決。基於時間樹，研究人員重建了當前樹蛙家族的生物地理歷史。分析表明，目前的樹蛙科起源於亞洲內陸地區，其時間點對應始新世的適宜氣候期，然後輻射到東南亞、南亞、喜馬拉雅山和非洲。類似的時間空進化模式在其他群體中也有報導，表明這可能是一種常見的模式。

此外，樹蛙科的繁殖方式是有序漸進的，進化方向是擺脫對水體的依賴。水生生殖模式是蛙科最原始的生殖特徵，膠體生殖模式是從水生生殖模式向陸生生殖模式的過渡特徵。不同的繁殖方式在進化上是保守的，樹蛙科繁殖方式的轉變持續約30 Ma，與傳統的「適應性輻射」模式不一致。重要的是，繁殖模式的演變與物種多樣性的不均勻分布密切相關。分化率與物種多樣性成正比，新出現的繁殖類型越是陸生，分化率越高。這些結果證實繁殖類型可能是促進樹蛙家族多樣性分化的關鍵性狀。

通過廣泛的國際合作和使用新技術和方法，這項研究提高了對物種多樣性模式的理解。該研究成果被命名為「揭示舊大陸樹蛙進化歷史的完整系統基因組學方法」。發表於《分子生物學與進化》(文章連結DOI:10.1016/J . YMPEV . 2019.106724)，論文的第一作者是昆明動物研究所助理研究員陳錦民、伊莉莎白·普倫迪尼和昆明動物研究所博士生吳運河。通信作者是昆明動物研究所研究員車晶和西南林業大學副教授袁志勇。

這項工作得到了中國國家自然科學基金、中國科學院東南亞中心和國際合作項目的支持。