柏科植物随联合古陆的分离而发生隔离分化

5月1日，《美国*院刊》（PNAS）在线发表了兰州大学分子生态所（草地农业生态系统国家重点实验室和生命科学学院）刘建全教授课题组及其合作团队的分子生物地理学和进化研究新成果：柏科植物随联合古陆的分离而发生隔离分化。*作者和通讯的*单位均为兰州大学，是以兰州大学为主导、发表在该综合杂志上的*篇论文。

现有分子生物地理学研究结果表明，爬行类、两栖类和哺乳类主要类群的分化时间可能与联合古陆的分离时间大致吻合。然而这些研究结果大多为描述性质，并未进行严格的生物地理学假设检验。同时，由于植物多数类群的物种多样化时间较晚，类似研究鲜少、也很难在植物类群中开展。在种子植物中，柏科是开展类似研究的理想或*类群。首先，柏科植物遍布所有大陆（南极洲除外）；其次，化石记录表明中侏罗纪时该科已经起源并且广布于联合古陆南、北部；第三，柏科现有类群多样性相对较高，其化石记录非常丰富，从而为多化石标记隔离分化时间提供了基础。

论文的作者包括兰州大学分子生态所的毛康珊博士等人，以及来自德国慕尼黑大学、英国爱丁堡*植物园、爱丁堡大学、美国密苏里植物园、*成都生物所等单位的科学家，刘建全教授为通讯。该合作研究团队在过去10年中，对柏科物种进行了*的广泛取样，获得了122个物种的实验样品，利用植物三套基因组的近万个DNA碱基序列进行系统发育分析，建立了该科zui为完善的分子系统发育关系，然后利用全证据分析确定了16个化石标记点；在此基础上计算了各主要分支的分化时间，并检验了其生物地理式样的形成过程。他们的研究表明：柏科在三叠纪早期起源于联合古陆东北部，自三叠纪晚期至侏罗纪晚期逐渐扩散至联合古陆南、北部并分化为现有的七个亚科。柏科zui年轻的两个亚科分别为分布于南半球的澳洲柏亚科和主要分布于北半球的柏木亚科，二者在侏罗纪中期至白垩纪早期开始演变为不同的进化分支，这一时间与联合古陆南北隔离的时间高度吻合。基于似然法的祖先区域重建分析支持柏科两大亚科分化与联合古陆南北分离存在直接关联。该研究得到了同行的*："…the paper by Mao et al. is of broad interest to the scientific community. It documents one of the first examples of a seed plant clade, Cupressaceae, that nicely traces the breakup of Pangaea. The methods and procedures are cutting edge…"（"…毛康珊等作者的论文将会引起科学界的广泛关注。该研究利用柏科细致揭示了联合古陆分离的历史，这在种子植物中尚属*。该论文应用了目前zui前沿的方法和程序…"）, "This is a very interesting and important paper, supported by an impressive data set and analyses…"（"这是一篇十分有趣和重要的论文，其展现的大量数据和相关分析使人印象深刻…"）。

除此之外，该论文还对柏科的化石记录进行了系统梳理，将其中29个可靠的化石记录整合到祖先分布区域重建分析中去，详细论证了灭绝类群对该分析的影响。如此大规模地将灭绝类群应用到基于模型的生物地理学假设验证中，也是该项工作的一大亮点。从某种意义上来讲，该论文避免了以往研究仅考虑现有类群而忽略灭绝类群的误区，极大地改进了生物地理学假设检验方法的度。不难预见，该论文将博得生物地理学和进化研究领域科研工作者的广泛兴趣。

*、国家自然科学基金委、*等机构为该项研究提供了支持。

近年来，刘建全教授及其团队在长期的艰苦的野外科学考察、分类鉴定和材料收集基础之上，采用新技术和新分析方法，在生物地理学领域、特别是高山植物的进化历史方面取得了系统的、集成的研究成果，有一批论文发表在Molecular Biology and Evolution、Evolution、Molecular Ecology、New Phytologist、Journal of Biogeography等期刊上，得到了、国内同行的广泛关注。