中国科学院动物研究所
李枢强研究组对于亚洲洞穴蜘蛛的研究成果发表在Global Change Biology
文章来源:动物进化与系统学院重点实验室     发布时间:2017-10-30

  中国科学院动物研究所李枢强研究组通过对亚洲东南部的洞穴小类球蛛属(类球蛛科)蜘蛛进行研究,发现中新世中期的气候巨变似乎是塑造亚洲半洞穴无脊椎动物生态差异的主要动力,并驱动了亚洲中纬度地区永久地下生物群的形成。该成果于2017年10月21日在国际著名期刊Global Change Biology上在线发表。

  气候变化作为一个重要的进化驱动力通常与区域地质活动一起影响当地生物区系的形成。目前的分子进化研究已证明了第三纪的气候变化(全球气候变冷,亚洲季风气候形成)和主要地质事件(青藏高原隆升、古地中海退缩)在塑造亚洲生物区系演化中起到了关键作用。但大多数研究都集中在地上生物类群,针对地下动物类群的研究相对较少。作为较为近期的气候驱事件,更新世冰期通常被用来解释洞穴无脊椎动物的温带地区起源和现今分布,而早期的古气候变化对在中、低纬度地区分布的洞穴生物演化的影响了解尚少。

  新近纪(23–2.6百万年前)大规模的气候变化引起了全球海洋和陆地环境的普遍降温。本研究主要关注在温带、亚热带和热带地区分布的半洞穴小类球蛛的演化历史与新近纪的亚洲气候变化的联系。分析发现,小类球蛛属起源于始新世晚期的亚洲东南部赤道附近,并主要在地表生活。随后在渐新世中期以哀牢山–红河断裂带为界大致形成南北两个主要分支。在亚洲东部中纬度地区分布的小类球蛛从中新世中期伴随着逐步恶化的气候和植被环境的变化开始逐渐演变成严格的永久性地下定居类型。洞穴由于其稳定的微气候环境,在外部气候条件不利(变冷或变干)的时期为半洞穴无脊椎动物提供了合适的避难所,这有利于半洞穴生物同时开括新的地上和地下栖息地,使其在外部气候季节性增加和栖息地丧失的情况下生存,最终可能导致真洞穴种群的形成。此外,伴随着栖息地的转变通常引起物种多样化速率的提高。上新世早期以及随后的冰期使气候条件进一步恶化可能导致物种间遗传联系逐步减少,促进了异域成种事件的发生,从而导致了目前我国小类球蛛具有较高的物种多样性。相比之下,在热带分布的小类球蛛由于缺乏栖息地的转变,展现出了更为持久稳定的多样性积累过程。这种模式上的差异可能归因于低纬度地区温和的气候变化,导致在热带环境中缺乏强有力的气候驱动力量。因此,中新世中期的气候巨变似乎是塑造亚洲半洞穴无脊椎动物生态差异的主要进化力量,并驱动了亚洲中纬度地区永久地下生物群的形成。

  该项研究成果由李枢强研究组独立完成,博士生Francesco Ballarin为论文第一作者,文章以“Diversification in tropics and subtropics following the mid-Miocene climate change:a case study of the spider genus Nesticella”为题于2017年10月21日在线发表在Global Change Biology 期刊上。(论文链接

  该研究得到中国科学院B类先导科技专项培育项目(xdpb0201)、国家自然科学基金委员会重点项目(31530067)和面上项目(31471960),以及东南亚生物多样性项目(2015CASEABRI005,Y4ZK111B01)的资助。

小类球蛛属蜘蛛的系统发育关系和分布情况(点图放大)

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