中大新聞網(wǎng)訊（通訊員黃路亮）第四紀尤其是末次冰期以來的劇烈氣候波動，對現(xiàn)代動植物群的分布產(chǎn)生了深遠的影響。深入探索這一影響不僅有利于更好地重建過去，而且可為當今全球變化背景下的氣候預(yù)測和植物多樣性保護提供重要的數(shù)據(jù)支撐。以往的研究表明，第四紀冰期導致北半球大量物種分布縮小甚至滅絕，但耐寒物種可能因此擴張，然而這種發(fā)生冰期擴張的植物主要分布在中高緯度地區(qū)，迄今尚未有低緯度地區(qū)植物存在冰期擴張的化石證據(jù)。
中山大學生命科學學院金建華教授牽頭，與中科院西雙版納熱帶植物園、南非約翰內(nèi)斯堡大學等合作，近期在廣東茂名盆地晚更新世（29–27 ka BP, 33–30 ka cal. BP）地層中發(fā)現(xiàn)了“木乃伊化”保存的耐寒植物華山松木化石。現(xiàn)生華山松主要分布于我國中部至西南部的秦嶺、大巴山和云貴高原等地區(qū)，臺灣有一變種（臺灣果松）。茂名木化石的發(fā)現(xiàn)表明華山松這一耐寒植物在末次冰期曾擴張至華南低緯度地區(qū)，這是低緯度地區(qū)植物發(fā)生冰期擴張的首個大化石證據(jù)。研究者同時還運用基于Biomod2物種分布模型，模擬了末次冰期以來華山松潛在分布區(qū)的變化，通過對比不同古氣候數(shù)據(jù)結(jié)果（基于化石最近親緣種的共存因子分析法以及Oscillayers和WorldClim數(shù)據(jù)庫），分析了末次冰期以來華南低緯度地區(qū)氣候變化以及導致華山松從該區(qū)消失的主要氣候因子。研究結(jié)果表明，華山松的潛在分布區(qū)在末次冰期（30 ka和20 ka）明顯向東南部發(fā)生了擴張，并延伸至華南低緯度地區(qū)，隨后間冰期-全新世（6 ka和0 ka）又快速收縮。這一現(xiàn)象產(chǎn)生的主要原因可能是末次冰期以來華南低緯度地區(qū)冬季溫度以及平均氣溫日較差的變化，影響了華山松的種子繁殖。
圖：A, 華山松現(xiàn)代分布（黑點）和化石產(chǎn)地（五角星）；B, 化石產(chǎn)地地層剖面及華山松木化石；C-E, 華山松木化石解剖結(jié)構(gòu)；F-I, 模擬顯示3萬年以來華山松的分布：F, 3萬年前（30 ka）華山松的潛在分布區(qū)；G, 2萬年前（20 ka）華山松的潛在分布區(qū)；H, 6千年前（6 ka）華山松的潛在分布區(qū)；I, 華山松現(xiàn)代分布區(qū)；J, 末次冰期以來華山松在不同經(jīng)緯度上潛在分布區(qū)的變化。比例尺：C, 200 μm; D, 100 μm; E, 20 μm。
這項研究首次通過大化石證據(jù)和物種分布模型驗證了華山松在第四紀冰期向低緯度明顯擴張，表明冰期氣候深刻影響了低緯度地區(qū)植物的分布。華山松這一冰期擴張-間冰期收縮的氣候響應(yīng)模式可能同樣適用于其他亞熱帶-熱帶地區(qū)的耐寒生物，研究成果對深入理解低緯度地區(qū)生物如何響應(yīng)第四紀氣候變化以及科學指導當今全球氣候變化背景下生物多樣性的保護等都具有重要的意義。
上述成果近期發(fā)表在《國家科學評論》（National Science Review, NSR）。論文第一作者為中山大學生命科學學院出站博士后、生態(tài)學院特聘副研究員黃路亮博士，通訊作者為生命科學學院金建華教授。本研究得到國家自然科學基金項目資助。
論文鏈接：https://doi.org/10.1093/nsr/nwad038
