National Science Review:印度板块在蛙类物种洲际扩散中扮演“脚踏板”角色

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2019-03-20 13:31

2019年2月26日,National Science Review发表了中科院昆明动物研究所车静研究员及其合作团队题为Natatanuran frogs used the Indian Plate to step-stone disperse and radiate across the Indian Ocean的研究论文。该论文首次从现生生物的角度,证明印度板块在往欧亚板块漂移的过程中为陆生生物的洲际扩散提供了重要的“脚踏板”作用,而并非传统观点认为的孤立 “方舟” 的角色。该论文为地球的演化历史,尤其是印度板块的演化历史研究提供了重要的生物学证据。

现代生物地理学研究认为,生物的地理分布与地球的演化历史紧密相关,因此可以通过生物的演化历史推测地球的演化过程,并对已有的地质学假说进行验证,甚至提出新的地球演化假说。从白垩纪末期到第三纪时期,冈瓦纳古陆解体形成的印度板块和南极-澳大利亚-新几内亚板块对生物在冈瓦纳古陆和劳亚古陆间的交流中起到了关键性作用,但对于这两个板块的地理位置长期存在着争议。传统流行的观点认为,分离后的印度板块在往北漂移的过程中充当着一个完全隔离的“方舟”角色(约88-55 Ma),它携带着冈瓦纳古陆的生物类群在第三纪早期到达亚洲。但另外一些古生物学和地质学研究认为印度板块在漂移过程与其它大陆之间是有陆桥连通的,物种可以在这些大陆之间进行自由扩散(“脚踏板”角色)。

两栖类由于其独特的生理特性以及较弱的迁移能力为验证上述地质学争议提供了良好材料。通过长期的研究积累和广泛的国际合作,车静研究组与合作者收集了各大陆蛙超科主要代表类群物种的样品,基于探针杂交富集的高通量测序方法,最终成功解析了蛙超科的系统发育关系和时空演化历史。该研究结果揭示,蛙超科起源于非洲,并在较短的时间内(75.6–72.8 Ma)通过印度板块扩散至亚洲,随后(约62.4–47.2 Ma)又经历了一次从亚洲经印度板块返回至马达加斯加的扩散事件,显示印度板块在蛙超科物种的扩散中扮演的是“脚踏石”的角色,而并非传统观点认为的隔离“方舟” 的角色。此外,研究结果也并未发现马达加斯加与南极-澳大利亚-新几内亚板块之间存在生物交流,澳大利亚现生的蛙超科物种是在晚第三纪从亚洲经两次独立扩散事件进入澳洲的。

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左图:蛙超科物种在白垩纪晚期和第三纪早期大陆间的扩散路径示意图;右图:蛙超科物种在第三纪晚期的扩散路径示意图。箭头和数字分别代表扩散方向和时间。

中国科学院A类战略性先导科技专项“泛第三极环境变化与绿色丝绸之路建设”为该成果的第一标注项目。

论文信息:Yuan Z Y, Zhang B L, Raxworthy C J, Weisrock D W, Hime P M, Jin J Q, Lemmon E M, Lemmon A R, Holland S D, Kortyna M L, Zhou W W, Peng M S, Che J, Prendini E. Natatanuran frogs used the Indian Plate to step-stone disperse and radiate across the Indian Ocean. National Science Review. 2019, 6(1): 10-14.