解析物种多样性的成因是进化生物学和生态学的关键科学问题。适应性辐射进化是一种快速谱系多样化的式样，是导致物种多样性的重要原因之一。为了解释适应性辐射物种多样性格局的形成机制，科学家们提出了许多假说，如栖息地异质性假说、水能动态假说和竞争相关假说。此外，物种形成时间假说和多样化速率假说也被用来解释时间尺度上的物种多样性成因。然而，适应性辐射物种多样性格局形成的驱动因素尚不明确。
近日，Journal of Systematics and Evolution (JSE) 在线发表了北京林业大学董文攀副教授团队题为“Phylogenetic diversity and interspecies competition shaped species diversity in adaptive radiated Ligustrum (Oleaceae)”的研究论文(https://doi.org/10.1111/jse.13117)。该研究以适应性辐射的木犀科女贞属 (Ligustrum) 为研究对象，探讨环境、种间关系、系统发生多样性和物种多样化速率等因素对女贞属物种多样性格局成因的影响。女贞属约含46个物种，主要分布于欧亚大陆的亚热带地区，中国西南地区是女贞属物种的多样性分布中心。女贞属的分布可能受到太平洋东南季风、孟加拉湾和印度洋东南季风的影响，并且其起源地和迁移路线存在争议。女贞属与丁香属 (Syringa) 共同组成女贞族 (Ligustrinae)，相较于丁香属，女贞属物种数量约是其四倍。二者的果实类型存在显著差异，丁香属物种为蒴果，女贞属物种为核果。系统发生和表型变异的结果均支持女贞属是一个适应性辐射进化的类群。同时这些结果也表明，女贞属物种多样性格局受到多种因素的影响。因此该类群是研究亚热带地区适应性辐射进化背景下物种多样性分布格局成因的典型代表。
本研究对80%的女贞属物种进行二代测序，拼接了完整的叶绿体基因组进行系统发生关系重建，估算物种的分化时间和重建生物地理演化过程，最终解析女贞属物种的演化历史。同时使用物种重叠度代表种间关系，从环境、种间关系、系统发生多样性和物种多样化速率层面综合揭示女贞属物种多样性格局的成因。结果表明女贞属在渐新世时期起源于中国西南部，经过多次迁移逐步分布到日本、欧洲和澳大利亚。环境相关性分析显示，女贞属适应温暖湿润的生境，种间生态位差异不显著且重叠度高，表明女贞属物种间存在显著的竞争关系。多个维度的系统发生多样性研究表明中国西南地区物种间系统发生距离较大，新老物种集中分布，系统发生多样性显著影响物种多样性分布格局。女贞属物种形成早期具有很高的物种形成速率，这可能与果实性状演化有关。女贞属内部物种间无明显的物种多样化速率差异，其对女贞属物种多样性格局无影响。
最后，基于结构方程模型的整合分析表明系统发生多样性和种间竞争塑造了全球范围内女贞属的物种多样性格局。
图1. A, 女贞属物种多样性分布格局. B, 女贞属代表性物种. C, 结构方程模型. D, 女贞属祖先地理历史重建结果.
北京林业大学生态与自然保护学院董文攀研究团队致力于植物系统发生基因组学和宏观进化生物学等领域的研究。团队通过整合植物学、进化生物学、生态学、古生物学和生物地理学等研究手段，重点解决物种多样性格局的演化历史和形成机制。
北京林业大学生态与自然保护学院博士研究生王钰双为论文第一作者，董文攀副教授为通讯作者。北京林业大学张志翔教授、中国中医科学院中药资源中心孙嘉惠副研究员和课题组博士研究生李恩泽也参与了该研究。该研究得到科技部科技基础资源调查专项 (2021FY100200) 和中国中医科学院科技创新工程重大攻关项目 (CI2021A03909) 的共同资助。
责编：王率真
Journal of Systematics and Evolution (JSE)是以分类、系统发育和进化为核心内容，以描述和理解生物多样性为服务目标的多学科综合性国际学术期刊，主要发表系统与进化生物学领域的研究成果。JSE是中国科学院期刊分区表生物学大类1区期刊，中国科技期刊国际影响力提升计划项目（2013–2018）和中国科技期刊卓越行动计划项目（2019–2023）支持期刊。最新JCR影响因子3.4，排名60/265，位于Q1区。获第三届、第四届中国科协优秀科技论文奖。2023年连续第十二年荣获“中国最具国际影响力学术期刊”奖。
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