8月3日國際著名刊物美國《國家科學院院刊》(PNAS)以封面文章「Tracing tectonic activity with frogs」發表了中科院昆明動物研究所關於棘蛙族類群揭示喜馬拉雅和東南亞地區重要地質歷史事件的研究成果。
新生代印度和亞洲板塊的撞擊事件可以說是目前地球上最大和最積極的造山運動,在亞洲由此引發了一系列重要的地質地殼運動和氣候變化,重新塑造著新生代的亞洲大陸板塊,如青藏高原的抬升、東南亞地區(主要為馬來半島)的側向逃逸、以及亞洲季風氣候的盛行等。對於這樣一個全球一級板塊區域,和地質學家一樣,生物學家也同樣有著濃厚的研究興趣。喜馬拉雅地區,中國西部山脈,緬甸-馬來半島區域等三個全球生物多樣性熱點區歷來是生物學家們研究物種起源、分化的天然實驗室。
在中國科學院昆明動物研究所張亞平院士研究組與加州大學伯克利分校脊椎動物博物館的David B. Wake院士研究組的合作中,車靜副研究員等對亞洲特有分布的兩棲類群棘蛙族進行了系統進化和詳細的生物地理分析。棘蛙族物種在亞洲沿喜馬拉雅山分布,從巴基斯坦,印度東部,緬甸進入馬來半島地區,向北進入中國南方廣大地區,同時在青藏高原也有分布。在中國,棘蛙又俗稱「石蛙」,大部分棘蛙物種生活在深山,多石,急流處,其特殊的生存環境需求和雄性第二性徵及其在亞洲重要的分布區域使其成為研究物種性狀進化以及生物地理的絕好材料。結合棘蛙族的分子進化歷史,分子鐘估算,以及生物地理分析,該研究提出:在漸新世早期,亞洲開始出現明顯的地理和氣候的轉型,一直延續到中新世呈現加強趨勢,環境的變化無疑造成了棘蛙族物種的快速分化。隔離是造成西部高海拔物種分化的主要原因,而對於低海拔物種,明顯地,分布在中國南方的物種來自馬來半島物種的一次重要的擴散事件。另外該結果第一次從分子生物學的角度上支持了地質學假說:由於印度板塊和亞洲板塊的撞擊,青藏高原和喜馬拉雅不同的地區先後發生了隆起事件,其中在漸新世和中新世轉型期間,一次隆起事件和馬來半島的側向逃逸事件幾乎是同時發生的。
著名地質學家An Yin評價:「The work presented by Che et al. is the first large-scale paleogeographic reconstruction of the Indo-Asian collision zone using a biological approach. This is an important start and I expect more work along the same line to emerge in the coming decades.」PNAS編輯委員會評價:「I judge this contribution as one of the best of its kind in the field linking DNA based phylogeny with plate tectonics. Details will be debated but it sets a wonderful base for future investigations throughout the world.」
本研究得到了科技部國家重點基礎研究發展計劃(973)以及美國國家自然科學基金的支持。另外,車靜獲2008年度中國科學院公派出國留學計劃「訪問學者」項目資助赴美開展亞洲兩棲類合作研究。(來源:中科院昆明動物研究所)
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