高原鱼类进化与功能基因组学学科组在高原鳅属鱼类趋同进化研究中取得进展

  • 西北高原生物研究所 (兰州分院)
  • 创建于 2019-09-09
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  趋同进化是指不同生物独立演化出相同或相似性状的一种进化型式。这种进化型式在生命的演化过程中非常普遍,且往往被视为生物体适应环境的证据。但是趋同进化常常会因产生相同或相似的表型而误导物种分类。因此,开展趋同进化的研究不仅有助于我们理解物种演化与环境的关系,也有助于解决当前的分类学困境。 

  高原鳅属(Nemacheilidae, Triplophysa)是一个物种丰富但分类十分混乱的类群。其中,斯氏高原鳅(T. stoliczkae Steindachner, 1866;也有写作 T. stoliczkai)是高原鳅属中最为知名的广布物种。其分布区几乎覆盖了整个青藏高原和周边地区(图1-a)。由于鱼类的生物地理过程受到水系的严格约束,青藏高原区域不太可能存在广布性的鱼类物种。高原鱼类进化与功能基因组学学科组通过综合的多位点谱系分析,证实不同地理区的    斯氏高原鳅在系统发生树中具有不同的演化位置(图1-b)。谱系形变空间分析和趋同检验进一步支持“斯氏”广泛特征上的趋同演化事件(图1-c)。基于典型性状的祖先特征重建,发现反映“斯氏”刮食行为的性状多次独立起源,并显示出明显的演化方向;其发生时间与青藏高原地区环境剧变的时期恰好吻合(图2)。结合行为学记录推测出:随着环境的日益严苛,青藏高原的河流与湖泊愈发贫瘠。越来越严重的取食压力,使得一些高原鳅物种不得不去利用营养价值较低的着生藻类,开始刮食行为。取食行为的创新伴随着生理结构的适应最终导致了“斯氏”形态的趋同进化。该研究也为现有物种的分类修订提出了建议。 

  相关论文“Multiple convergent events created a nominal widespread species: Triplophysa stoliczkae (Steindachner, 1866) (Cobitoidea: Nemacheilidae)”已发表在进化生物学重要期刊《BMC Evolutionary Biology》上。中国科学院大学博士研究生冯晨光(培养单位:中科院西北高原生物研究所)为该论文的第一作者,中国科学院大学博士生导师、西北高原生物研究所赵凯研究员为通讯作者。该研究得到国家自然科学基金面上项目和中国生物多样性监测与研究网络项目的资助。

  文章链接:https://bmcevolbiol.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12862-019-1503-3

图1 高原鳅属物种进化关系与形态趋同

图2 斯氏高原鳅进化历史

责任编辑:黄巧