中國的開花植物為何如此多樣？ | 前沿
? 早在上世紀(jì)90年代，陳之端團(tuán)隊就開始在全國采集樣本和DNA材料，圖為植物調(diào)查的樣點(diǎn)。
撰文 | 李美霞
責(zé)編 | 葉水送
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中國地大物博，不僅僅表現(xiàn)在幅員遼闊、資源豐饒上，也體現(xiàn)在生物多樣性上。種類繁多以及特有的植物種類使中國成為北半球植物多樣性最高的國家之一。其中我國被子植物（也稱開花植物）種類占全球10%（29611/300000）。
大部分學(xué)者對我國植物多樣性的解釋是：依賴于遼闊的國土，悠久的演化歷史，完整的熱帶、亞熱帶、溫帶和寒帶的植被類型以及活躍的地質(zhì)構(gòu)造。很少有研究結(jié)合時間和地理分布結(jié)合來闡釋中國被子植物群的形成。
最近，中國科學(xué)院植物研究所系統(tǒng)與進(jìn)化植物學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗室陳之端、佛羅里達(dá)大學(xué)Douglas Soltis，Pamela Soltis，以及Hope College的Jianhua Li等學(xué)者，在《自然》雜志上發(fā)表名為Evolution history of the angiosperm flora of China的文章，結(jié)合時間和空間揭示了中國這片廣袤的土地是如何孕育出如此豐富的被子植物群。
這項研究啟篇引入“搖籃”和“博物館”的概念，其中“搖籃”是指孕育新生命的地方，“博物館”是指陳列古老物品的地方。從生物多樣性的角度來看，“搖籃”可以理解為生物多樣性由近期物種高度分化的地區(qū)；而“博物館”則理解為物種分化在早期完成，物種多樣性是早期分化物種累計所產(chǎn)生的地區(qū)。
陳之端團(tuán)隊基于中國92%被子植物屬的年代進(jìn)化樹及涵蓋所有被子植物種類和詳盡的空間地理分布信息的物種樹，展示了中國被子植物時空分化模式。
? 中國東部代表植物
? 中國西部代表植物
目前，陳之端實(shí)驗室主要利用基因、基因組、形態(tài)學(xué)以及生物地理學(xué)等證據(jù)探討被子植物大類群的系統(tǒng)發(fā)育和進(jìn)化。早在上世紀(jì)90年代，陳之端團(tuán)隊就開始在全國采集樣本和DNA材料。目前已經(jīng)保留了30000種植物的樣本。
在這項研究中，研究者以100 km X 100 km 為一個單元劃分區(qū)域，計算每個單元內(nèi)被子植物屬的平均分化年代（MDTs，單位：10萬年），將計算的分化年代標(biāo)注在地圖上，正好吻合了以500毫米年等降水量劃分的濕潤半濕潤和干旱半干旱地區(qū)，即圖中的中國東部和中國西部。
? 中國被子植物群時空分化模式圖，圖片來自Nature
總體來看，東部植物群分化更早一些（均220.4-253.9萬年前），但是西部植物群被子植物屬于近期分化（均152.9-188.6萬年前）。西部主要是西北干旱地區(qū)和大部分的青藏高原，由于近期青藏高原隆起和亞洲季風(fēng)導(dǎo)致氣候變化，再加上草本植物快速的替代性，造就草本植物近期的高度分化，所以青藏高原更像是草本植物的搖籃。
而反觀東部，山區(qū)的地理位置和溫和的氣候庇護(hù)了大量起源于白堊紀(jì)或侏羅紀(jì)晚期的植物。草本和木本分化率相似，但是基于對25%最早分化和25%最晚分化地區(qū)分析顯示，東部草本分化比較早，但是對于木本植物來說早期和晚期分化的都有。所以，對于草本植物，東部是博物館；而對于木本植物來說，東部既是博物館又是搖籃。
該研究還提出發(fā)育多樣性最高的地區(qū)基本都位于東部：廣東，廣西，貴州，海南和云南地區(qū)。這幾個地區(qū)也是瀕臨滅絕植物的熱點(diǎn)地區(qū)。
所謂熱點(diǎn)是指物種高度豐富、特有和集中又面臨威脅的地區(qū)。西部保護(hù)地區(qū)也面臨支離破碎的危險。該項研究希望能夠引起對多樣性保護(hù)計劃和研究的更多關(guān)注，更好的保護(hù)生物多樣性。
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