植物

　　國家之間、省市之間的區(qū)域劃分可以通過地理界限或者經(jīng)緯度來區(qū)別，但是植物如何劃分它們的分布區(qū)域呢？

　　近日，中國科學院昆明植物研究所青藏高原—喜馬拉雅植物多樣性形成與演變大團隊孫航研究組提出了“譜系地理區(qū)劃”新概念，將譜系地理的研究結果與植物區(qū)系劃分相結合，改變傳統(tǒng)通過宏觀認知植物區(qū)系劃分，幫助人們更為*地認識大自然。該研究成果已在線發(fā)表于國際期刊《遺傳學前沿》。

　　植物區(qū)系劃分

　　地球上現(xiàn)有的植物分布格局是歷經(jīng)不同起源與長期演變過程的結果。植物與古植物學家們一直不曾忽略植物起源和遷移過程等演化歷史的證據(jù)。為了更加全面系統(tǒng)地了解植物分布規(guī)律，植物學家們將特定地區(qū)全部物種按科、屬、種進行統(tǒng)計，然后按地理分布、起源地、遷移路線、歷史成分和生態(tài)成分劃分，這種劃分被稱之為“區(qū)系區(qū)劃”。

　　“植物區(qū)系的形成是植物界在一定自然歷史環(huán)境中發(fā)展演化和時空分布的綜合反映。”中國科學院昆明植物研究所研究員孫航在接受《中國科學報》記者采訪時解釋說。因為某個特定區(qū)域的植物區(qū)系，不僅反映了這一區(qū)域中植物與環(huán)境的因果關系，而且反映了植物區(qū)系在地質歷史時期中的演化脈絡。“植物區(qū)系分區(qū)的目的在于把各個地域的不同區(qū)系，綜合其形成的歷史和地理的諸多因素，劃分為不同的區(qū)域，從而為植物資源的開發(fā)、物種的引種、植物多樣性的保護以及農(nóng)、林、牧的遠景規(guī)劃提供科學依據(jù)。”

　　傳統(tǒng)植物區(qū)系的劃分主要是以植物分類單位的分布為主要依據(jù)，重點考慮各種等級的植物分類學單位，即科、屬、種的分布狀況及其在某一區(qū)域內(nèi)的特有性程度。但是傳統(tǒng)方法的局限性，很難客觀地反映較小地理單元的區(qū)系區(qū)劃合理性。

　　而今，伴隨著分子生物學乃至基因組等學科的發(fā)展及相關技術的發(fā)展，孫航帶領團隊提出了“譜系地理區(qū)劃”和“譜系地理小區(qū)”的新概念。“我們提出的譜系地理區(qū)劃是在居群水平上，整合分子生物學和譜系地理學研究方法，基于遺傳譜系結構，尤其是基因單倍型多樣性分布格局以及地質歷史和環(huán)境等多重證據(jù)進行區(qū)系分區(qū)。”另外，孫航表示，“譜系地理區(qū)劃是傳統(tǒng)的生物區(qū)系區(qū)劃的深入和補充。”

　　突破口是康滇假合頭菊

　　孫航的譜系地理區(qū)劃構想，需要通過實際植物分布特點來驗證。“而已有研究表明高山植物是研究山地植物區(qū)系劃分的重要材料，而區(qū)域特有類群也利于研究材料的采集和分析，恰好，康滇合頭菊符合這些特性，這類植物是分布于我國喜馬拉雅—橫斷山區(qū)高山冰緣帶的特有草本植物。”孫航說。

　　康滇合頭菊所屬的假合頭菊屬早在2011年就由孫航研究團隊的張建文博士確立為喜馬拉雅—橫斷山區(qū)特有屬。假合頭菊屬康滇合頭菊是分布于我國喜馬拉雅—橫斷山區(qū)的類群，其主要分布于高海拔流石坡、碎石地、沙地。一直以來，康滇合頭菊與狹義合頭菊屬因為形態(tài)相似而被歸為一類，但是，通過已有的細胞學、分子系統(tǒng)發(fā)育和形態(tài)學資料，尤其是瘦果形態(tài)的特征分析，研究人員發(fā)現(xiàn)兩者有著明顯的區(qū)別：康滇合頭菊仍然屬于形態(tài)并不相似的萵苣亞族，而狹義合頭菊屬卻屬于還陽參亞族。

　　鑒于這一研究成果，孫航帶領團隊開始了進一步對植物的精細劃分。“我們幾乎每年都有兩三個月在青藏地區(qū)采樣。”青藏高原—喜馬拉雅植物多樣性形成與演變大團隊孫航研究組鄧濤博士告訴記者。

　　鄧濤與張建文是同組成員，他們經(jīng)常工作的地點是在海拔3500米到4500米之間開闊地帶。“因為康滇合頭菊的根莖比較特殊，一般生長在比較裸露的地區(qū)。”張建文介紹說。有時遇到因為修路而變開闊的地區(qū)，他們尋找康滇合頭菊的工作也會相對容易；但如果沒有道路，尋找的過程也會變得異常艱難。

　　經(jīng)過近十年的研究，研究組發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)的以金沙江、怒江、瀾滄江三江峽谷亞地區(qū)作為一個天然的生物地理屏障的亞地區(qū)劃分方式并不合適，因為康滇合頭菊在北緯29度線南北形成了獨立的兩大譜系分支，分別擁有各自的特有單倍型，因此北緯29度線作為南、北橫斷山脈亞地區(qū)的分界線更為合理。

　　“新概念的提出在整合多學科證據(jù)驗證后，才能保證結論的科學性和可靠性。”孫航表示。以往的植物區(qū)系分區(qū)是植物特有性為重要依據(jù)來劃分的，但該指標在很多情況下，難以在植物區(qū)系的次級單位作準確的劃分，“現(xiàn)在，我們的研究促進了植物區(qū)系區(qū)劃的定量化和精細化，為深入探討植物多樣性的起源、形成機制以及我國植物多樣性*保護和規(guī)劃制定提供重要的參考依據(jù)。”孫航說。

　　作為喜馬拉雅—橫斷山區(qū)高山冰緣帶的特有的草本植物，康滇假合頭菊可以作為反映這一區(qū)域內(nèi)不同物種的地質歷史和環(huán)境演變過程的代表。不過，康滇假合頭菊僅是“譜系地理區(qū)劃”的開始。“因為一個物種只能客觀反映出部分區(qū)域或區(qū)域內(nèi)部分小區(qū)，只有更多的物種證據(jù)才能完成一個區(qū)域相對科學和完整的區(qū)系區(qū)劃。”孫航表示。

　　接下來，研究團隊將繼續(xù)整合多類群，運用譜系地理區(qū)劃方法，基于譜系地理小區(qū)概念進行中國的區(qū)系區(qū)劃的深入研究。“這對全面了解我國植物區(qū)系及植物多樣性*保護和規(guī)劃制定十分必要。”孫航說。

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