东亚具有高物种多样性的进化生物学研究取得进展

地球上的生物多样性具有明显的空间差异。例如，全球25个生物热点地区的总面积仅占地球面积的1.4%，却有44%的维管植物和35%的脊椎动物。是什么导致了地球上的生物分布极度不平衡？这是生物学的基本问题。对此，生态学家提出过很多假说，如：资源限制性假说、生产力假说、空间异质性假说、面积假说、种间竞争假说等。但揭示物种多样性的分布规律也是进化和生物地理学的基本课题，而这类研究却相对滞后。进化生物学观点认为物种多样性形成直接取决于三大因素（物种形成速率，物种灭绝率，物种迁移率），可归纳为两个假说：时间假说（每个地区的物种多样性与该地区物种的最早定居时间（或累计定居时间）成正相关关系）；分化速率假说（每个地区的物种多样性与该地区物种分化速率成正相关）。这两个假说（时间和分化速率）并不排斥，可共同解释物种多样性的形成机制。

在北半球，与北美和欧洲相比，东亚具有更高的物种多样性，该观点已得到普遍认同。科研人员很早就认识到用时间和分化速率假说来解释东亚具有高的物种多样性成因的必要性，但以往的研究缺乏将东亚与世界其他地区进行比较，因而不利于直接判断这两个假说（或者两者共同作用）。

报春花科珍珠菜族世界广布，但主要分布于东亚地区，是检验东亚物种多样性成因的理想类群。中国科学院华南植物园博士颜海飞等在研究员葛学军和教授John Wiens的共同指导下，利用该类群的系统发育关系及生物地理学的基本研究方法（图1）检验了东亚物种多样性形成的时间和分化速率假说。研究发现：最早定居时间（或累计定居时间）和净分化速率与东亚物种多样性没有显著的相关关系（图2），但东亚类群确实具有较早的定居时间和高的净分化速率，显示两者共同导致了该类群在东亚具有极高物种多样性（图3）。因此，研究认为东亚具有高的物种多样性是古老的定居历史及较高的分化速率共同导致的。当然，是否有其他的解释，还需开展更多类似研究。

该研究得到了国家自然科学基金、国家重大科学研究计划及中科院科技专项等资助。相关研究结果已发表在植物学期刊New Phytologist上。

图1 珍珠菜族的系统发育关系和祖先分布区重建结果 

图2 最早定居时间及净分化速率与物种丰富度之间的相关关系 

图3 最早定居时间和净进化速率的共同指数与物种丰富度之间的相关关系