中國的開花植物為何如此多樣？ | 前沿

02-14

? 早在上世紀90年代，陳之端團隊就開始在全國採集樣本和DNA材料，圖為植物調查的樣點。

撰文 | 李美霞

責編 | 葉水送

知識分子為更好的智趣生活 ID：The-Intellectual

●●●

中國地大物博，不僅僅表現在幅員遼闊、資源豐饒上，也體現在生物多樣性上。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）種類佔全球10%（29611/300000）。

大部分學者對我國植物多樣性的解釋是：依賴於遼闊的國土，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構造。很少有研究結合時間和地理分布結合來闡釋中國被子植物群的形成。

最近，中國科學院植物研究所系統與進化植物學國家重點實驗室陳之端、佛羅里達大學Douglas Soltis，Pamela Soltis，以及Hope College的Jianhua Li等學者，在《自然》雜誌上發表名為Evolution history of the angiosperm flora of China的文章，結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；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生的地區。

陳之端團隊基於中國92%被子植物屬的年代進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，陳之端實驗室主要利用基因、基因組、形態學以及生物地理學等證據探討被子植物大類群的系統發育和進化。早在上世紀90年代，陳之端團隊就開始在全國採集樣本和DNA材料。目前已經保留了30000種植物的樣本。

在這項研究中，研究者以100 km X 100 km 為一個單元劃分區域，計算每個單元內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註在地圖上，正好吻合了以500毫米年等降水量劃分的濕潤半濕潤和乾旱半乾旱地區，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於近期分化（均152.9-188.6萬年前）。西部主要是西北乾旱地區和大部分的青藏高原，由於近期青藏高原隆起和亞洲季風導致氣候變化，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，山區的地理位置和溫和的氣候庇護了大量起源於白堊紀或侏羅紀晚期的植物。草本和木本分化率相似，但是基於對25%最早分化和25%最晚分化地區分析顯示，東部草本分化比較早，但是對於木本植物來說早期和晚期分化的都有。所以，對於草本植物，東部是博物館；而對於木本植物來說，東部既是博物館又是搖籃。

該研究還提出發育多樣性最高的地區基本都位於東部：廣東，廣西，貴州，海南和雲南地區。這幾個地區也是瀕臨滅絕植物的熱點地區。

所謂熱點是指物種高度豐富、特有和集中又面臨威脅的地區。西部保護地區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計劃和研究的更多關注，更好的保護生物多樣性。

參考文獻

1.Forest et al. Nat. Preserving the evolutionary potential of floras in biodiversity hotspots. (2007)

2.Huang et al. Plants of China: A companion to the flora of China, Chapte 2.Science Press. (2013)

3.Lu et al. Nat. Evolutionary history of the angiosperm flora of China. doi:10.1038/nature25485 (2018)

4.Zhang et al. Bio Con. Distribution and conservation of threatened plants in China.(2015)

製版編輯：常春藤｜

本頁刊發內容未經書面許可禁止轉載及使用

公眾號、報刊等轉載請聯繫授權

知識分子為更好的智趣生活 ID：The-Intellectual