图/表详细信息

小檗科鬼臼亚科多样性格局的演化历史和成因

陈馥艳, 游旨价, 张秋月, 黄健, 星耀武

生物多样性 2023, 31 (7): 23100-. DOI: 10.17520/biods.2023100

摘要（1382）

HTML （2804）

PDF（pc）（2670KB）（2030）

探究生物多样性在类群和空间不均一性的形成机制对于认识多样性的形成和演化规律具有重要意义, 也是生物学研究的热点之一。鬼臼亚科属于小檗科, 包含10属约89种, 属间物种数量差异巨大。本研究利用比较系统发育学的研究方法, 重建了鬼臼亚科的系统发育关系、分化时间和多样化历史, 并探讨了生物和非生物因素对净多样化速率的影响。研究结果表明鬼臼亚科起源于92.75 Myr, 净多样化速率在约23 Myr开始明显提升, 最显著的净多样化速率转变发生在21 Myr附近的淫羊藿属(Epimedium)分支上。基于性状的演化速率分析显示, 具有蜜距和分布在东亚亚热带的类群具有较高的净多样化速率, 但淫羊藿属特定的距长对其物种的净多样化速率没有影响; 果实类型、假种皮和气生茎的有无对类群间净多样化速率无影响。本研究表明功能性状的演化和中新世以来东亚地区季风气候的加强导致了鬼臼亚科内部多样性的分布不均。

性状 Trait	模型 Model	AIC	AICc	ΔAICc
有距 vs. 无距 With vs. without spur	CID	532.30	532.88	25.81
	BiSSE	505.82	507.07
	CID-2	522.09	533.02	25.95
	CID-4	510.59	513.40	6.33
	FULL	512.36	513.24	6.17
东亚亚热带 vs. 非东亚亚热带 In vs. out of subtropical East Asia	CID	531.12	531.70	27.54
	BiSSE	502.91	504.16
	CID-2	512.13	513.01	8.85
	CID-4	511.13	513.94	9.78
	FULL	521.24	532.16	28.00
果实类型 Fruit type	CID	495.95	496.53	20.94
	BiSSE	494.72	495.97	20.38
	CID-2	474.71	475.59
	CID-4	490.38	493.20	17.60
	FULL	502.27	513.20	37.61
有假种皮 vs. 无假种皮 With vs. without aril	CID	498.36	498.94	17.81
	BiSSE	496.64	497.89	16.76
	CID-2	480.25	481.13
	CID-4	508.39	511.20	30.07
	FULL	511.63	522.55	41.42
有气生茎 vs. 无气生茎 With vs. without aerial stem	CID	509.46	510.04	21.00
	BiSSE	487.79	489.04
	CID-2	490.63	491.51	2.47
	CID-4	491.49	494.31	5.47
	FULL	506.46	517.39	28.35

View table in article

表3 HiSSE分析模型检测和各性状状态速率结果

正文中引用本图/表的段落

贝叶斯定年结果表明(图3, 附录5), 鬼臼亚科与小檗科其余类群分化于92.75 Myr, 95%置信区间(highest posterior density, HPD)的年龄范围为86.84?95.84 Myr (95% HPD, 86.84?95.84 Myr), 亚科冠群年龄为85.00 Myr (95% HPD, 73.19?94.94 Myr), 首先分化出鲜黄连族, 淫羊藿族一支与山槐叶族、裸花草族、鬼臼族依次分化的一支构成姐妹群分化于73.75 Myr (95% HPD, 60.43?87.33 Myr), 山槐叶族分化于59.17 Myr (95% HPD, 40.38?77.28 Myr), 裸花草族和鬼臼族分化于39.95 Myr (95% HPD, 23.72?59.90 Myr)。鲜黄连族内鲜黄连属和二叶鲜黄连属分化在22.9 Myr (95% HPD, 3.34? 59.41 Myr)。裸花草族内裸花草属内日本类群和北美类群分化于15.39 Myr (95% HPD, 6.13?28.49 Myr)。鬼臼族内首先在24.04 Myr (95% HPD, 11.20? 39.18 Myr)分出北美桃儿七属, 接着在16.93 Myr (95% HPD, 8.49?27.22 Myr)分化出桃儿七属。山荷叶属与鬼臼属为姐妹群分化于16.49 Myr (95%HPD, 7.98?26.14 Myr)。淫羊藿族内淫羊藿属与折瓣花属分化于27.00 Myr (95% HPD, 16.91? 37.79 Myr)。鬼臼属的冠年龄为12.48 Myr (95% HPD, 5.68?20.41 Myr), 山荷叶属的冠年龄为13.07 Myr (95% HPD, 4.72? 23.11 Myr), 折瓣花属的冠年龄为6.81 Myr (95% HPD, 0.95?14.97 Myr)。淫羊藿属冠年龄为17.71 Myr (95% HPD, 12.84?24.10 Myr), 北温带分布类群的冠年龄为13.79 Myr (95% HPD, 6.47?20.97 Myr), 中国特有类群与喜马拉雅分布的E. elatum分化于16.40 Myr (95% HPD, 12.84?24.10 Myr), 中国特有类群的冠年龄为12.70 Myr (95% HPD, 11.63?14.99 Myr)。

评估距对净多样化速率影响的HiSSE分析结果显示, 最优模型为只有一个二元状态发挥作用的BiSSE模型, 最优模型与次优的FULL模型间ΔAICc为6.17, 说明BiSSE模型有显著的拟合优势, 表示距的存在与否可独立解释有无距类群净多样化速率的差异(表3)。同时此模型95%后验概率下的结果为有距类群的净多样化速率大于无距类群, 有距类群有更高的成种速率和更低的灭绝速率(图4)。同样地, 在是否分布于东亚亚热带的HiSSE分析结果中BiSSE模型为最优, 与次优模型CID-2的ΔAICc为8.85, 可认为是否分布于东亚亚热带单独对鬼臼亚科内演化速率差异产生了影响(表3)。95%后验概率下的BiSSE模型显示, 分布在东亚亚热带类群的净多样化速率大于分布在其他地区的类群(图4)。

本文的其它图/表