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      薄唇蕨屬植物的系統進化與分類研究取得進展

      作者:張良 (發布:李路 | 審核:徐洲鋒)時間:2019-04-28 09:23:54評論:0

      文章來源:中國科學院東亞植物多樣性與生物地理學重點實驗室  


      我國有古語“名不正則言不順”,Pante等(2015)在綜述整合分類學研究時曾參考此諺語寫道“The first part of knowledge is getting the names right”。然而客觀地認識并定義自然界的物種并非易事,分類研究過程中物種名稱的變化以及由此表現出來的“分分合合”正體現出分類學者為給物種正確命名而作出的不懈努力。為了定義自然的物種,分類學者們整合了命名法規、形態學、解剖學、細胞學和化學分類學等諸多研究方法。而分子系統學的興起給分類研究注入了新的活力,與經典分類的研究手段相結合,標志著分類學新時代的來臨。 

      在很長一段時間,薄唇蕨屬(Leptochilus)被視為水龍骨科(Polypodiaceae)中的一小屬,其根狀莖長橫走,單葉,二型,不育葉闊披針形或卵形,能育葉狹縮成線形。中國植物志中文版和云南植物志分別記載該屬有3-4種。隨著線蕨屬(Colysis)等類群歸入到薄唇蕨屬中,該屬呈現出多樣的形態變化(圖1),屬的范圍也逐漸擴大。中國植物志英文版認為該屬可能包含25種左右,但該屬種類的具體情況還很不清楚。為了更好地詮釋薄唇蕨屬及其近緣類群,中國科學院昆明植物研究所青藏高原-喜馬拉雅植物多樣性形成與演變團隊的張良博士與密蘇里植物園張麗兵研究員和成都生物研究所高信芬研究員等合作,從2008年開始在該屬的多樣性中心東亞和東南亞收集實驗材料。最近基于薄唇蕨屬及其近緣類群的146個樣本的6個基因片段數據,重建了全球薄唇蕨屬的系統發育關系。結果顯示:(1)目前單系的薄唇蕨屬包含線蕨屬、Kontumia、似薄唇蕨屬(Paraleptochilus)以及星蕨屬(Microsorum)的少數成員;(2)薄唇蕨屬目前可劃分為6個支(圖2)各支可綜合分子數據、形態證據、地理分布、生境等信息加以區分;(3)馬來地區的特有種大葉薄唇蕨(Leptochilus macrophyllus)及其近緣種代表了薄唇蕨屬最早的分支;(4)有翅星蕨(Microsorum pteropus)歸入到薄唇蕨屬中得到支持,而羽裂星蕨(Microsorum insigne)與薄唇蕨屬親緣關系近,但不為單系薄唇蕨屬的成員;(5)薄唇蕨屬部分種類在形態上不易區別,但遺傳分化明顯,顯示出該屬存在大量的物種隱性分化;(6)薄唇蕨屬可能起源于低緯度的馬來地區,并向高緯度擴散。 

        最近研究團隊基于重建的薄唇蕨屬系統發育關系,重新詮釋了之前被歸并或忽略的9個物種,并依據命名法規做出新的分類處理(原文鏈接二)。盡管如此,在研究團隊重建的系統發育樹上,仍有一半以上的種類未能確定其物種名。全面認識薄唇蕨屬的物種多樣性情況,還需開展更為深入的系統分類研究。 

        以上研究結果先后發表在分子系統學主流期刊Molecular Phylogenetics and Evolution和植物分類學期刊Phytotaxa上。研究得到了東南亞生物多樣性中心項目(Y4ZK111B01),國家自然科學基金(31590823、31628002)等項目的資助。 

      原文鏈接一 

      原文鏈接二

      薄唇蕨屬5個支的代表種類 A. Leptochilus cf. macrophyllus (the L. macrophyllus clade; photo credit: Cheng-Wei Chen). —B. L. pteropus (the L. pteropus Clade). —C. L. cf. axillaris (the Colysis Clade). —D. L. cf. decurrens (the Colysis Clade). —E. L. hemionitideus (the Colysis Clade). —F. L. pentaphyllus (the L. pentaphyllus Clade). —G. L. flexilobus (the L. ellipticus Clade). —H. L. henryi (the L. ellipticus Clade). —I. L. wrightii (the L. ellipticus Clade). —J. L. digitatus (the L. ellipticus Clade). —K. L. saxicola(the L. ellipticus Clade; photo credit: Qi Wei.). 

      2 薄唇蕨屬系統發育樹簡化圖,示該屬6分支及相互的系統關系


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