研究人员以虎耳草属（Saxifraga）早期分化的分支为研究对象，基于该类群部分物种具有多种无性繁殖的特性，探究了植物演化过程中繁殖策略的转变与物种多样性形成的关系。研究发现，植物在演化过程中的繁殖方式的转变与其多样性以及物种生态位和分布情况有密切关系。Science China Life Sciences近期发文报道了该研究成果，为不同繁殖策略的生态和进化效应提供了新的见解。
Science China Life Sciences杂志发文报道了来自中国科学院昆明植物研究所孙航院士团队的研究成果，揭示了植物繁殖策略的转变对植物多样化的影响。繁殖是生命历程中的关键环节，繁殖方式的维持与转变以及相应的成本-收益平衡，长期以来为科学研究关注的热点问题。有观点认为不同的繁殖策略会影响植物的多样性，但繁殖策略的转变如何影响植物的生存和演化还有待进一步探究。
该研究团队以虎耳草属（Saxifraga）早期分化的分支——石荷叶组（Sect. Irregulares）及林地虎耳草组（Sect. Heterisia）——为研究对象，利用多组测序数据（DNA片段、叶绿体基因组、低拷贝核基因数据集）重建了该分支的系统发育关系，并通过分化时间估算、分化速率评估、性状演化等方法重建了该分支的演化历史。研究发现，与该类群早期分化的具克隆繁殖特性的物种（下文称“克隆物种”）相比，近期分化的非克隆物种的形态多样性、遗传多样性和分化速率更高。
虎耳草属石荷叶组插图：A-C，有性结构；D-F，克隆器官；G&H，克隆物种的种群；I&J，非克隆物种的个体
虎耳草属石荷叶组及林地虎耳草组的多样化模式
不同繁殖策略物种的形态和物候多样性
该研究进一步比较了克隆物种和非克隆物种的生态位和分布范围的区别。基于该分支各个物种的分布点信息，该研究通过WorldClim 2获得的生物气候因子分析了不同物种的生态位差异，并通过R软件包terra估算了不同物种的分布范围，此外还利用Maxent估算了不同气候条件下各个物种的潜在分布范围。研究结果表明，相比于非克隆物种，克隆物种明显具有更大的分布范围和生态位，Maxent的分析同样表明克隆物种具有更大的潜在分布范围（原文附件Fig. S17-S18）。
不同繁殖策略物种的分布范围与环境生态位空间
研究表明，植物演化过程中繁殖策略的转变与其物种多样化和生态及地理分布存在相关性。在本研究中，繁殖策略的转变（克隆繁殖特性的丢失）伴随着该类群分化速率和多样性的增加以及分布范围和生态位的缩减。研究进一步认为，克隆繁殖是物种在不同环境下生存的一种生活史策略，而不是进化的“死胡同”。
植物不同繁殖策略对其分布与多样化的影响
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