2024年5月20日，我院树木学教研室基于白蜡属物种核质基因组、化石数据库以及全球历史气候变化数据库，揭示了白蜡属现存物种洲际间断分布格局的形成原因。相关科研论文“Historical climate change and vicariance events contributed to the intercontinental disjunct distribution pattern of ash species (Fraxinus, Oleaceae)”在自然出版集团期刊《Communications Biology》上发表。

物种分布模式的形成原因及其内在机制是生态学和生物地理学研究中的热点问题之一。其中，洲际间断分布格局尤其受到关注，因为它不仅仅是大量植物、微生物乃至淡水鱼类的主要分布模式之一，还导致了不连续分布区间近缘物种不同的演化历史。研究洲际间断分布格局的形成不仅有助于了解驱动物种分布变化的潜在因素，还能还原物种形成事件中的地理学过程。

本研究以东亚-北美-欧洲间断分布的木犀科白蜡属物种为例，基于高分辨率的系统发生关系和丰富的化石数据重建了白蜡属从起源至今完整的生物地理学演化历史，并评估了化石信息对于生物地理历史重建的影响。最终本文结合古气候数据以及生物地理重建结果进行了相关性分析，探究了当前白蜡属洲际间断分布格局形成过程中的潜在驱动因素。

研究结果表明，白蜡属现生物种基于地理分布可被分为两个主要分支，两个分支分别主要位于亚洲大陆以及北美洲大陆，这也代表了间断分布的白蜡属两个分支间可能存在差异较大的物种演化历史。生物地理重建结果表明白蜡属起源于始新世晚期（~52Ma）的北美洲西部地区，绝大部分现生物种形成于中新世时期（图1）。

图1. 生物地理历史重建结果（左：含化石；右：不含化石）

化石数据的加入对生物地理重建结果产生了重要影响（图2）：不加入化石的重建结果显示白蜡属在起源早期扩散分布至北美洲东部以及亚洲东部地区；而加入化石的结果显示白蜡属在起源早期就已扩散至全球的全部主要分布区。由于在始新世时期欧洲地区就已经存在白蜡属的化石，因此本文以加入化石数据的生物地理重建结果为准进行后续分析（图1左）。

图2. 两种重建结果的分布格局形成过程以及化石分布情况

加入化石的生物地理重建结果显示，白蜡属自起源至今总共经历了37次迁徙事件以及7次隔离事件，其中共包含6次洲际迁徙事件以及5次洲际隔离事件。结合历史气候重建结果可知，洲际迁徙事件主要集中发生于33Ma之前，而洲际隔离事件主要集中于5Ma左右，进一步证明了白蜡属早期快速扩散至全球，后于近期逐渐隔离形成洲际间断分布的地理历史，而两次地理事件集中的时间区间均有历史气候的剧烈变化，历史气候变化可能是导致此格局形成的潜在因素（图3）。

图3. 白蜡属迁徙、隔离事件在时间尺度上的分布

为了进一步验证气候变化与白蜡属迁徙、隔离事件的相关性，本研究将历史气候变化值以及迁徙、隔离事件分布曲线进行了线性相关拟合。结果表明迁徙、隔离事件均与气候变化强度显著正相关（图4），这进一步证明历史气候变化是白蜡属洲际间断分布格局形成的潜在驱动因素。

图4. 白蜡属迁徙、扩散事件与古气候变化的相关性结果

生态与自然保护学院野生动植物保护与利用2021级博士研究生李恩泽为论文第一作者，董文攀副教授和张志翔教授为共同通讯作者，博士研究生王钰双，刘康佳也参与了本研究。本研究得到了科技部科技基础资源调查专项（2021FY100200）和中国中医科学院科技创新工程重大攻关项目（CI2021A03909）的资助。

论文信息：Li E, Wang Y, Liu K, Liu Y, Xu C, Dong W, Zhang Z. 2024. Historical climate change and vicariance events contributed to the intercontinental disjunct distribution pattern of ash species (Fraxinus, Oleaceae). Communications Biology 7:603. https://doi.org/10.1038/s42003-024-06296-1

论文链接：https://www.nature.com/articles/s42003-024-06296-1

编辑：董文攀

审核：张振明