科研人員通過隙蛛研究揭示生物演化與青藏高原隆升關係

科學院動物研究所李樞強研究組通過對青藏高原及其周邊地區的隙蛛（漏斗蛛科）進行研究，發現該地區在始新世－漸新世期間的造山運動對隙蛛的起源、擴散和多樣化都產生了巨大影響，甚至導致了部分隙蛛類群的滅絕。該發現在一定程度上緩解了近些年地質學家和生物學家在青藏高原隆升時間上產生的分歧。

青藏高原素有「世界屋脊」之稱。由於在第三紀早期印度板塊與亞洲板塊南緣發生碰撞並向下俯衝，造成古地中海逐漸消失和青藏高原的不斷抬升。該地區在6500萬年間的海陸變遷塑造了歐亞大陸當前的生物多樣性分佈格局。多數生物學家認為青藏高原周邊的生物多樣性形成與高原的隆升過程密切相關，自中新世以來快速隆升觸發了動植物類群在該時期的輻射進化；但地質學研究結果表明青藏高原自始新世中期就已經接近了今天的高度。這使地質學家和生物學家對青藏高原的隆升時間的產生了不同看法並導致了明顯的衝突。

該研究選擇隙蛛亞科蜘蛛作為研究材料，通過大尺度的野外調查，結合多種分子生物信息學方法，研究青藏高原地區的海陸變遷對生物的時空演化和多樣化格局產生的影響，揭示該地區乃至歐亞大陸現今的生物多樣性格局形成的歷史成因。隙蛛是在北半球溫帶和亞熱帶地區常見的蜘蛛種類。在本研究中，對整個北半球範圍內的19屬286種隙蛛進行了採樣，基於8個基因片段和2326條新獲得的隙蛛 DNA 序列，使用系統發育推斷、分子鐘定時、祖先分佈地重建、多樣性及生態位分析等方法對隙蛛的時空演化進行了全面而深入地研究，分析結果顯示隙蛛亞科蜘蛛起源於始新世的南方地區。目前，絕大多數的現生隙蛛物種分別來自於南、北兩個單系的隙蛛組群。隙蛛亞科蜘蛛的起源似乎與發生在古新世–始新世交界的極熱事件（PETM）或在始新世早期的高溫期有關。而與氣候變化相比，青藏高原的出現對於隙蛛目前的多樣性分佈格局的形成起到了更為關鍵的作用：南方隙蛛起源於青藏高原以外的地區，青藏高原東南部自晚始新世以來的隆升阻止了其擴散。但連續的造山作用卻創造了更多的局部地理隔離成種事件，促使南方隙蛛在該時期得以快速輻射演化。青藏高原的中北部地區很可能是北方隙蛛的起源地，並且該地區在漸新世早期的抬升很可能導致了北方隙蛛在早期多樣化過程中經歷了滅絕事件。隙蛛的演化史與最新的地質證據一致表明，青藏高原地區的高海拔的地形特徵早在4000–3500萬年前就已經出現了。該發現可能是首次詳細闡明了生物演化與青藏高原在始新世－漸新世隆升緊密相關的生物地理學證據。

李樞強研究組長期關注生物多樣性的起源。2011年基於鹹水和淡水端足類證實端足類動物的「古地中海」起源，相關結果發表在《美國科學院院刊》。本研究是第一次證實陸生無脊椎動物的「古地中海」起源。在古地中海後退過程中，青藏高原露出海面后，新呈現的大片陸地為陸生無脊椎動物的起源與分化提供了生態機遇。

該項研究成果由李樞強研究組獨立完成，博士後趙喆為論文第一作者，於4月20日在線發表在 Systematic Biology 上。

該研究得到國家自然科學基金委員會重點項目（31530067）和面上項目（31471960）以及東南亞生物多樣性項目（2015CASEABRI005，Y4ZK111B01）資助。

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