光明网▲树蛙科系统发育和进化研究取得进展
【光明网▲树蛙科系统发育和进化研究取得进展】稳健的系统发育假说是生物多样性和进化研究的基础 ， 其对于解决分类争议 ， 理解演化历程和解析分化模式至关重要 。 树蛙科（Rhacophoridae）隶属于两栖纲Amphibia、无尾目Anura ， 多样性丰富 ， 目前已描述有约19个属420个物种 ， 广泛分布于东亚、东南亚、南亚和非洲地区 。 该类群表现出多样的性状差异 ， 因此 ， 该科在生物学的诸多领域受到广泛关注 ， 是验证进化假说的理想材料 。 近些年 ， 基于传统DNA基因片段数据 ， 树蛙科的系统发育研究取得了较大进展 ， 但是 ， 争议和冲突的地方仍然广泛存在 ， 需开展深入的系统研究 。 另外 ， 树蛙科有着两栖类中最为丰富的繁殖类型 ， 但是 ， 这些繁殖方式是如何演化的 ， 以及与物种多样性分化的关系 ， 目前并不清楚 。
中国科学院昆明动物研究所车静课题组与美国自然历史博物馆博士Elizabeth Prendini一起 ， 联合国内外合作者收集了各大陆树蛙科主要代表类群物种 ， 基于探针杂交富集的高通量测序方法 ， 获得了352个核基因序列 ， 对树蛙科进行了首次系统发育基因组学研究 。 分析显示 ， 树蛙科主要支系间的关系得到很好解决 ， 解决了一些分类争议 。 基于时间树 ， 研究人员重建了现生树蛙科的生物地理历程 。 分析显示 ， 现生树蛙科起源于亚洲内陆地区 ， 时间点对应于始新世气候适宜时期 ， 然后辐射到东南亚、南亚、喜马拉雅山和非洲 。 类似的时空演化模式在其他类群中也被报道 ， 提示这可能是一个共同模式 。
另外 ， 树蛙科繁殖类型以有序的渐进的方式进行 ， 演化方向是越来越摆脱对水体的依赖 。 水生繁殖方式是树蛙科最原始的繁殖特征 ， 胶状繁殖方式是水生繁殖方式向陆生繁殖方式转变的过渡特性 。 不同的繁殖方式在进化上是保守的 ， 完成树蛙科繁殖方式的转变持续约30 Ma ， 这与传统的“适应性辐射”模式不符 。 重要的是 ， 繁殖方式的演化与物种多样性分布的不均匀紧密相关 。 分化速率与物种多样性成正比 ， 越新出现的繁殖类型越陆地化 ， 分化速率也越高 。 这些结果证实 ， 繁殖类型可能是一个关键性状 ， 促进了树蛙科的多样性分化 。
该研究通过广泛的国际合作 ， 使用新的技术和方法 ， 提升了对物种多样性格局形成模式的认识 。 研究成果以An integrative phylogenomic approach illuminates the evolutionary historyof Old World tree frogs (Anura: Rhacophoridae)为题 ， 发表在Molecular Phylogenetics and Evolution上（文章链接DOI: 10.1016/j.ympev.2019.106724） ， 该论文第一作者为昆明动物所助理研究员陈进民、Elizabeth Prendini和昆明动物所博士研究生吴云鹤 ， 通讯作者为昆明动物所研究员车静和西南林业大学副教授袁智勇 。
该工作在研究过程中得到国家自然科学基金项目、中科院东南亚中心项目及国际伙伴计划等的支持 。
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基于352个核基因构建的树蛙科物种系统发育关系
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树蛙科物种的生物地理重建
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树蛙科物种繁殖方式的祖先性状重建
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树蛙科不同繁殖方式的分化速率比较
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