分子生態學研究揭示出中國飛蝗種群出乎意料的進化關係

  飛蝗是一種重要農業害蟲,具有很強的遷飛能力,其分布區比任何其他蝗蟲都更廣闊,幾乎覆蓋了東半球的整個溫、熱帶地區。然而,基於生物學或形態學差異,飛蝗僅在中國就鑒定出了三個亞種,而在世界範圍內則存在至少九個亞種——這跟其遷飛能力是相矛盾的,學術界對此也一直存留爭議。

  張德興教授的研究團隊(必威精装版app西汉姆联 分子生態學和進化研究組)運用分子生態學的研究手段,從多個獨立微衛星DNA位點對覆蓋飛蝗中國分布區的25個樣點的1300多個標本進行了綜合分析。他們發現,盡管飛蝗具有很強的遷飛擴散能力,中國的飛蝗確實分為北方種群、南方種群和西藏種群三個具有顯著遺傳差別的種群,但是與傳統認識不同的是,廣布於中國中、東部的飛蝗並非東亞飛蝗,而是應隸屬於亞洲飛蝗亞種。他們的研究成果一方麵驗證了飛蝗經典分類的一些結論,另一方麵則指出了對由Boris Petrovitch Uvarov (1889-1970)(被學界譽為蝗蟲之父)在上世紀三十年代建立的關於東亞飛蝗的有關權威觀點進行修正的必要性。

  該研究團隊還進一步分析了飛蝗在中國形成和維持三個具有顯著遺傳差別的種群的原因,指出:曆史生物地理學因素可能是導致形成這三個地理種群的關鍵原因,特別是更新世冰期-間冰期旋回事件,使得飛蝗種群退縮到不同的避難地並發生適應性分化,現今的種群是氣候和生態條件恢複後重新建群的結果;而飛蝗中國北方種群很可能是在末次冰期後由中亞的避難地擴散而來。他們還指出,盡管飛蝗的遷飛擴散能力非常強,但適應性差異使得三個飛蝗種群能夠維持它們目前的分布格局。這些關於中國飛蝗的研究結果無論對於飛蝗研究還是對中國的動植物群體的譜係生物地理演化研究都具有重要意義,例如,它揭示出生物的演化曆史對於塑造具有很強擴散能力的物種的種群分化和分布模式的重要性又如,鑒於我國東部地區的飛蝗和蒙新高原及東北的飛蝗共同組成北方種群,因而共同構成了一個地區間可進行廣泛基因交流的遺傳群,在全球變化氣候逐漸變暖的趨勢下,飛蝗有逐漸向北擴散的可能,東北地區將會逐步具有飛蝗大發生的所需要的必要氣候條件;而相比之下,南方種群(如海南的飛蝗)對於華北地區的影響則可能較小。

  上述研究成果於2009年發表在BMC Evolutionary Biology28卷第九期上。該研究主要由中國科學院創新項目(項目編號:KZCX2-YW-428)、國家自然科學基金等基金支持。

  相關文獻

  Zhang DX, Yan LN, Ji YJ, Hewitt GM, Huang ZS. Unexpected relationships of substructured populations in Chinese Locusta migratoria, 2009, 28, 9:144.

  張德興,閆路娜,康樂 & 吉亞傑 (2003) 對中國飛蝗種下階元劃分和曆史演化過程的幾點看法。《動物學報》,第49卷,第5期,675-681

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