

秦岭-大巴山脉是我国古北、东洋动物区系的重要分界,随着喜马拉雅、青藏高原的抬升,这一山脉形成了影响物种扩散的重要地理阻隔,对物种地理分布的形成具有深远意义。

近日,中国科学院动物研究所刘星月研究员团队在Journal of Systematics and Evolution(JSE)期刊上发表了题为“Comparative phylogeography reveals the Qinling–Daba Mountains as a key dispersal corridor for Oriental–Palaearctic megalopteran species”的研究论文(https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/jse.70056)。该研究聚焦三种跨古北区与东洋区分布的广翅目物种——炎黄星齿蛉(Protohermes xanthodes)、东方巨齿蛉(Acanthacorydalis orientalis)和圆端斑鱼蛉(Neochauliodes rotundatus),基于全面取样下的线粒体基因组数据,通过比较谱系地理学方法,探讨了秦岭–大巴山脉在古北–东洋跨区分布物种扩散与谱系分化中的作用及其对东亚生物地理格局形成的影响。研究结果显示,除炎黄星齿蛉的东北种群外,其余种群未呈现以秦岭–大巴山为界的明显南北遗传分化;相反,该区域种群与太行山、横断山、武陵山等山脉种群间存在强基因流。三个物种的祖先分布区主要集中于华中西部、华北及东北地区。值得注意的是,华中西部种群向周边区域扩散,秦岭-大巴山脉则成为关键的扩散廊道。因此,当前三个物种的重叠分布格局可能是由各自多向扩散形成。自末次盛冰期至今,所有物种均经历了种群收缩,其适宜生境可能因更新世气候波动而缩减,温度成为影响其分布范围的关键因子。此外,该研究比较分析了东洋区及跨东洋-古北区分布的物种谱系分化格局及种群演化历史的差异,总结了广翅目广布种谱系分化规律。
该工作不仅首次阐明了古北-东洋跨区水生昆虫的谱系地理历史,更重要的是,揭示了秦岭-大巴山脉作为“生命走廊”而非“隔离之墙”的生态功能,深化了我们对东亚复杂地形地貌与气候变化如何协同塑造区域生物多样性格局的理解。

图. 三个广翅目物种种群遗传结构和种群扩散历史。A:炎黄星齿蛉的种群遗传结构。B:东方巨齿蛉的种群遗传结构。C:圆端斑鱼蛉的种群遗传结构。D:炎黄星齿蛉的祖先分布重建及分歧时间估算。E:圆端斑鱼蛉的祖先分布重建及分歧时间估算。F:东方巨齿蛉的祖先分布重建及分歧时间估算。G:三个物种种群扩散路径。
中国农业大学已毕业的博士研究生邹明明(现新疆大学生命科学与技术学院讲师)为该论文的第一作者,中国农业大学已出站的博士后林爱丽(现河南科技学院植物保护与环境学院副教授)为共同第一作者,中国科学院动物研究所/中国农业大学刘星月研究员为论文的通讯作者。河北大学生命科学学院曹利军副研究员、北京市农林科学院魏书军研究员、日本东京都立大学Fumio Hayashi教授、中国农业大学杨定教授参与了该项研究。该工作得到了国家自然科学基金、科技基础资源调查专项(燕山-太行山动物多样性科学考察)、中国科学院动物研究所自主部署项目、中国农业大学2115人才发展计划、长江学者奖励计划(2018)以及国家动物标本资源库的资助。