中山大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院施蘇華/何子文課題組利用大規(guī)模基因組數(shù)據(jù)，探究紅樹植物的起源、進化及其對全球變化的響應(yīng)。相關(guān)研究近日發(fā)表于《自然—生態(tài)與演化》。該研究首次以一個同資源種團為研究對象開展大規(guī)?；蚪M學(xué)研究，為生態(tài)與進化基因組學(xué)開辟了新的研究范式。
研究人員通過最新的第三代測序技術(shù)從頭測序組裝了40余種紅樹及近緣陸生植物的高質(zhì)量基因組，結(jié)合已發(fā)表的其他序列，重建了涵蓋所有現(xiàn)存紅樹物種的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系。
系統(tǒng)發(fā)育基因組的分析結(jié)果表明，紅樹的起源時間并不局限于以往認識的少數(shù)幾個時間窗口，而是在數(shù)千萬年里陸續(xù)發(fā)生了27次獨立起源事件。進一步分析發(fā)現(xiàn)，紅樹與其他陸生植物相比，其物種增長速率要小得多。這暗示了紅樹物種在潮間帶極端環(huán)境中的脆弱性，在歷史上可能經(jīng)歷過多次物種滅絕事件。目前發(fā)現(xiàn)的幾個紅樹滅絕種的化石支持這一假說。
為進一步驗證紅樹植物在全球氣候變化下是否足夠強健，研究人員對現(xiàn)存紅樹物種的歷史群體大小動態(tài)變化進行分析，發(fā)現(xiàn)大多數(shù)紅樹物種在海平面快速變化時期發(fā)生了種群規(guī)模急劇減少和破碎分化。這說明雖然紅樹植物具有一定程度的潮間帶環(huán)境適應(yīng)性，但在面對氣候快速變化過程中仍具有相當(dāng)?shù)拇嗳跣裕瑢?dǎo)致部分紅樹物種在歷史上發(fā)生滅絕。在如今全球氣候變暖、海平面上升和人類活動日益增加的多重沖擊下，紅樹林生態(tài)系統(tǒng)正面臨著更嚴重的威脅，熱帶海岸生態(tài)系統(tǒng)可能會出現(xiàn)不可逆轉(zhuǎn)的生物多樣性減少。
該研究通過大規(guī)模系統(tǒng)發(fā)育基因組學(xué)數(shù)據(jù)分析，厘清了紅樹植物的27次獨立起源，解析了紅樹適應(yīng)性進化過程及其對全球氣候變化的響應(yīng)，揭示了“占據(jù)全球熱帶海岸的紅樹植物物種數(shù)量為什么這么少”這一謎團，為應(yīng)對全球氣候變化、保護海岸帶生態(tài)系統(tǒng)提供理論依據(jù)。朱漢斌
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https://doi.org/10.1038/s41559-022-01744-9
來源： 中國科學(xué)報
