中大新聞網(wǎng)訊（通訊員張鵬）中國(guó)西南地區(qū)的橫斷山脈是世界上溫帶動(dòng)植物最豐富的生物多樣性熱點(diǎn)地區(qū)之一，闡明橫斷山脈中生物多樣性形成的進(jìn)化機(jī)制一直是進(jìn)化生物學(xué)者們關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題。然而，目前對(duì)于橫斷山脈生物多樣性的起源和進(jìn)化的研究仍然不十分充分，尤其是對(duì)該區(qū)域哺乳動(dòng)物物種多樣性如何形成的研究更是鮮有報(bào)導(dǎo)。
?亞科（嚙齒目：倉(cāng)鼠科）是一類高度多樣化、年輕、快速進(jìn)化的小型哺乳動(dòng)物，主要包括田鼠，林鼠和麝鼠，廣泛分布于北半球。值得一提的是，橫斷山區(qū)擁有世界上最豐富的?亞科田鼠物種多樣性，是田鼠物種多樣性的一個(gè)“熱點(diǎn)區(qū)域”。與中亞山區(qū)和北落基山脈田鼠物種的連續(xù)分布模式不同，橫斷山區(qū)域的田鼠物種多樣性呈現(xiàn)出明顯的孤島模式，橫斷山脈的鄰近區(qū)域，如青藏高原、喜馬拉雅山脈和橫斷山脈的東部區(qū)域，均呈現(xiàn)出極低的田鼠物種多樣性。（圖1）。
圖1 (A) 橫斷山脈的地理位置；(B) ?亞科全球物種的物種豐富度地圖。
為了研究橫斷山脈田鼠的進(jìn)化歷史及其物種多樣性形成機(jī)制，中山大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院張鵬教授與四川省林業(yè)科學(xué)院劉少英研究員團(tuán)隊(duì)合作，采集了四川西部、橫斷山脈和青藏高原的115個(gè)田鼠樣本并進(jìn)行了全外顯子雜交捕獲測(cè)序。研究通過(guò)對(duì)6517個(gè)蛋白編碼基因的分析后發(fā)現(xiàn)，所有分布于橫斷山系的田鼠物種可以分為西方譜系 (包括Volemys, Proedromys和Neodon屬) 和東方譜系 (包括Caryomys和Eothenomys屬)，這兩個(gè)譜系均起源于約900萬(wàn)年前，從北歐亞大陸通過(guò)兩次獨(dú)立的遷移事件進(jìn)入到橫斷山脈（圖2）；田鼠進(jìn)入橫斷山脈后逐漸由低海拔向高海拔環(huán)境遷移適應(yīng)，就地成種速率是遷移成種速率的2-3倍。在中新世800-250萬(wàn)年期間，兩個(gè)田鼠譜系都經(jīng)歷了顯著的物種多樣性加速，通過(guò)就地成種模式進(jìn)行快速的物種分化，該時(shí)間段與橫斷山脈的造山運(yùn)動(dòng)、季風(fēng)形成促進(jìn)的食物增加的時(shí)間一致（圖3），表明氣候與地質(zhì)等環(huán)境因素在推動(dòng)田鼠物種的形成中發(fā)揮了重要作用。此外，通過(guò)基因流分析研究還發(fā)現(xiàn)，橫斷山脈田鼠之間存在強(qiáng)烈的族間基因流動(dòng)，族間基因流動(dòng)產(chǎn)生的古代遺傳變異的混合比一般情況下產(chǎn)生的遺傳變異多樣性要高的多，這些頻繁的基因流動(dòng)可能促進(jìn)了橫斷山脈田鼠對(duì)高海拔環(huán)境的適應(yīng)與物種形成（圖4），遺傳混合等生物因素對(duì)橫斷山田鼠物種的快速形成也有較大的貢獻(xiàn)。
圖2 橫斷山田鼠主要由900萬(wàn)年前來(lái)自北歐亞大陸的兩次遷移事件產(chǎn)生。
圖3 橫斷山區(qū)田鼠在進(jìn)化過(guò)程中不斷向高海拔區(qū)域適應(yīng)，其物種快速產(chǎn)生的時(shí)間段與橫斷山造山運(yùn)動(dòng)與季風(fēng)活動(dòng)的活躍期一致。
圖4 橫斷山區(qū)田鼠物種數(shù)量最高的松田鼠屬（Neodon）與絨鼠屬（Eothenomys）間的基因交流頻率遠(yuǎn)高于橫斷山區(qū)內(nèi)其他田鼠譜系間的基因交流頻率，說(shuō)明基因交流在促進(jìn)這兩個(gè)屬的物種形成中發(fā)揮了關(guān)鍵的作用。
該研究從不同角度揭示了橫斷山脈田鼠物種多樣性的形成歷史和多樣性形成機(jī)制，強(qiáng)調(diào)了在山區(qū)生態(tài)系統(tǒng)中，環(huán)境和生物因素對(duì)哺乳動(dòng)物生物多樣性的形成均扮演著至關(guān)重要的角色。近日，該成果以“Phylogenomics reveals the evolution, biogeography, and diversification history of voles in the Hengduan Mountains”為題發(fā)表于學(xué)術(shù)期刊Communications Biology上。四川省林業(yè)科學(xué)院劉少英研究員與中山大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院張鵬教授為本文的共同通訊作者，原博士后王曉云（目前于廣州大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院工作）為該文第一作者。該研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金、中國(guó)博士后科學(xué)基金等項(xiàng)目資助。
