研究揭示橫斷山脈田鼠物種多樣性形成機制

在國家自然科學基金、中國博士后科學基金等項目的資助下，中山大學生命科學學院教授張鵬與四川省林業科學院研究員劉少英團隊合作，研究揭示了橫斷山脈田鼠物種多樣性形成的機制。相關研究近日發表于Communications Biology。劉少英、張鵬為該文共同通訊作者，中山大學生命科學學院原博士后王曉云（現于廣州大學生命科學學院工作）為第一作者。

中國西南地區的橫斷山脈是世界上溫帶動植物生物多樣性最豐富的地區之一，闡明橫斷山脈中生物多樣性形成的進化機制一直是進化生物學者關注的熱點問題。然而，目前對于橫斷山脈生物多樣性的起源和進化的研究仍不十分充分，而對該區域哺乳動物物種多樣性是如何形成的研究更是鮮有報導。

?亞科（嚙齒目：倉鼠科）是一類高度多樣化、進化快速的小型哺乳動物，主要包括田鼠、林鼠和麝鼠，廣泛分布于北半球。值得一提的是，橫斷山區擁有世界上最豐富的田鼠物種多樣性，是田鼠物種多樣性的一個“熱點區域”。與中亞山區和北落基山脈田鼠物種的連續分布模式不同，橫斷山區域的田鼠物種多樣性呈現出明顯的孤島模式，橫斷山脈的鄰近區域，如青藏高原、喜馬拉雅山脈和橫斷山脈的東部區域，均只有極低的田鼠物種多樣性。

為了研究橫斷山脈田鼠的進化歷史及其物種多樣性形成的機制，研究人員采集了四川西部、橫斷山脈和青藏高原的115個田鼠樣本并進行了全外顯子雜交捕獲測序。通過對6517個蛋白編碼基因的分析后發現，所有分布于橫斷山系的田鼠物種可以分為西方譜系（包括Volemys, Proedromys和Neodon屬）和東方譜系（包括Caryomys和Eothenomys屬），這兩個譜系均起源于約900萬年前，從北歐亞大陸通過兩次獨立的遷移事件進入到橫斷山脈區域；田鼠進入橫斷山脈后逐漸由低海拔向高海拔環境遷移適應，就地成種速率是遷移成種速率的2-3倍。

在中新世800—250萬年期間，兩個田鼠譜系都經歷了顯著的物種多樣性加速，通過就地成種模式進行快速的物種分化，該時間段與橫斷山脈的造山運動、季風形成促進的食物增加的時間一致，表明氣候與地質等環境因素在推動田鼠物種的形成中發揮了重要作用。

此外，通過基因流分析研究還發現，橫斷山脈田鼠之間存在強烈的族間基因流動，族間基因流動導致古代遺傳變異的混合，這比一般情況下產生的遺傳變異多樣性要高得多，頻繁的基因流動可能促進了橫斷山脈田鼠對高海拔環境的適應與物種形成。這些結果表明，生物因素如遺傳混合等對橫斷山區田鼠物種的快速形成也有較大的貢獻。

該研究從不同角度揭示了橫斷山脈田鼠物種多樣性的形成歷史和多樣性形成的機制，強調了在山區生態系統中，環境和生物因素對哺乳動物生物多樣性的形成均扮演著至關重要的角色。