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　　地球上植物多樣性的分布格局復(fù)雜多樣，一些類群呈現(xiàn)出洲際間斷分布樣式，但這一地理格局的形成機(jī)制一直困擾著生物地理學(xué)研究者。物種擴(kuò)散機(jī)制一直是生態(tài)學(xué)和生物地理學(xué)研究的核心科學(xué)問題之一。早在1856年，達(dá)爾文就提出種子“跨洋長距離擴(kuò)散”假說試圖解釋這種分布格局。隨著大陸漂移和板塊構(gòu)造運(yùn)動(dòng)學(xué)說的發(fā)展，很多間斷分布被解釋為隔離分化的結(jié)果。20世紀(jì)60年代后，隨著分子鐘理論的提出，結(jié)合分子系統(tǒng)學(xué)和化石證據(jù)，洋流介導(dǎo)的長距離擴(kuò)散被認(rèn)為是很多生物類群現(xiàn)今分布格局的重要成因。然而，目前人們對(duì)種子跨洋長距離擴(kuò)散的研究主要集中在海洋或海岸帶生物中，且研究手段較為傳統(tǒng)和單一。對(duì)于內(nèi)陸植物而言，大部分研究僅限于通過系統(tǒng)發(fā)育和生物地理學(xué)分析，推測(cè)長距離擴(kuò)散是一些植物類群現(xiàn)今分布格局的原因，但缺乏對(duì)長距離擴(kuò)散機(jī)制的定量和實(shí)驗(yàn)分析。 

　　 昆明植物研究所李德銖研究員領(lǐng)導(dǎo)的分子植物地理學(xué)研究團(tuán)隊(duì)致力于分子系統(tǒng)發(fā)育和生物地理學(xué)的研究，通過多年的積累，已經(jīng)有了良好的積淀。最近，該團(tuán)隊(duì)依托亞洲最大的種質(zhì)資源庫——中國西南野生生物種質(zhì)資源庫，通過與英國愛丁堡大學(xué)等機(jī)構(gòu)的合作，選擇有較好工作積累的世界廣布植物類群——共生固氮支系薔薇目的蕁麻科為研究對(duì)象，運(yùn)用多學(xué)科交叉的研究方法和技術(shù)路徑，整合了來自分子系統(tǒng)學(xué)、分子鐘、種子形態(tài)學(xué)、種子生理學(xué)、生態(tài)學(xué)、生物地理學(xué)和海洋學(xué)等學(xué)科證據(jù)，對(duì)內(nèi)陸植物種子跨洋長距離擴(kuò)散機(jī)制進(jìn)行了深入的研究。分子生物地理學(xué)的研究結(jié)果表明，蕁麻科起源于晚白堊紀(jì)（距今大約6千9百萬年前）的歐亞大陸，長距離擴(kuò)散（至少92次）而不是隔離分化導(dǎo)致了該科植物現(xiàn)今地理分布格局。在實(shí)驗(yàn)室條件下，該科植物很多種子能夠在海水中漂浮220天以上，很多種子在經(jīng)海水浸泡10個(gè)月后仍然有活力。洋流模型模擬分析的結(jié)果顯示蕁麻科多數(shù)植物的種子能借助洋流越過海洋。通過進(jìn)一步生態(tài)學(xué)分析發(fā)現(xiàn)，受干擾的生境有助于長距離擴(kuò)散的發(fā)生。對(duì)于雌雄異株的植物，有可能會(huì)通過性別轉(zhuǎn)換發(fā)生自交以實(shí)現(xiàn)物種的世代交替和繁衍，并在新的生境中建立居群。在蕁麻科植物的演化歷史中，一些類群的種子很可能先經(jīng)過內(nèi)陸水流系統(tǒng)搬運(yùn)到達(dá)海洋，此后經(jīng)過洋流的長距離運(yùn)輸（其中大洋中的一些島嶼如夏威夷可能起到了重要的踏腳石作用）到達(dá)大洋彼岸，借助于海嘯或其它極端氣候事件，種子成功登陸到沿海受干擾的生境中，萌發(fā)并實(shí)現(xiàn)世代交替，完成一次幾乎不可能的跨洋長距離擴(kuò)散使命。該研究首次以內(nèi)陸植物為研究對(duì)象，運(yùn)用多學(xué)科交叉的研究方法解決了長距離擴(kuò)散研究中的一個(gè)棘手的科學(xué)問題，即長距離擴(kuò)散的發(fā)生的機(jī)制問題。研究結(jié)果有力支持了達(dá)爾文的種子“跨洋長距離擴(kuò)散”假說，并為其它世界廣布生物類群現(xiàn)今地理分布格局形成機(jī)制的研究提供了范例。 

　　目前，研究結(jié)果以“Testing Darwin’s transoceanic dispersal hypothesis for the inland nettle family (Urticaceae)”為題在線發(fā)表于國際生態(tài)學(xué)頂級(jí)期刊Ecology Letters上。吳增源博士為論文第一作者，李德銖研究員為論文通訊作者。

　　文章鏈接 

　　圖1 蕁麻科植物的歷史生物地理重建結(jié)果 

　　圖2 蕁麻科植物跨洋長距離擴(kuò)散的可能機(jī)制 

　　圖3 對(duì)種子跨洋長距離擴(kuò)散進(jìn)行洋流模型模擬分析 

　　（責(zé)任編輯：李雪）