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研究表明,兰花科出现在北半球,与恐龙一起繁衍了2000万年

本站发布时间:2024-02-26 16:04:50

在《新植物学家》杂志上发表的一项新研究中,邱皇家植物园的科学家与拉丁美洲、亚洲和澳大利亚的合作伙伴一起,展示了一份最新的兰花家谱,将其起源追溯到大约8500万年前的北半球。这项研究不仅为它们复杂而迷人的进化史提供了新的线索,而且该研究的作者希望他们的发现将有助于为未来的兰花保护规划提供信息

兰花科兰科经常被科学家誉为植物界最伟大的进化奇迹之一。这些开花植物不仅在除南极以外的每一个大陆和几乎每一个栖息地都有,包括北极圈北部,而且种类繁多,估计有29500种,几乎是全球公认鸟类数量的三倍

人们普遍认为兰花起源于大约9000万年前或更长时间前,但以前人们认为它们出现在冈瓦纳大陆的超级大陆上,也就是今天的澳大利亚。然而,新的研究表明,它们的共同祖先可能起源于北半球的超大陆劳拉西亚,然后进一步传播到世界

RBG Kew的科学家们在组装了有史以来最密集的兰花树样本后得出了这一结论。这一新的家谱包括近40%的公认兰花属和约7%的已知物种多样性

这棵树是通过合并从兰花科获得的不同类型的DNA序列数据来重建的。这项任务的核心是RBG邱园作为植物和真菌生命树(PaFToL)项目的一部分产生的新的“高通量”基因捕获数据。通过将这些结果与许多兰花物种已经公布的DNA序列相结合,进一步提高了这棵树的分辨率

这些DNA“条形码”序列反映了几十年来在兰花进化树的各个分支之间建立家族关系的努力。结合地理分布信息,这些丰富的数据产生了一棵新的兰花生命树,也显示了兰花物种多样性在全球的分布情况

朴茨茅斯大学讲师、RBG邱园副研究员Natalia Przelomska博士表示,“如果没有RBG邱植物标本馆可供研究的地理和历史广度,在实验室中从这样一系列物种中生成‘基因捕获’数据是不可能的。”

“我有幸从参与这项研究的多位野外植物学家最近收集的野外样本中提取DNA,追溯到19世纪和20世纪探索旧世界热带和新热带的A.C.Maingay和E.L.Ekman等植物学家。”

兰花是物种最丰富的开花植物科之一(仅次于菊科雏菊),也是最受威胁的植物之一。如今,兰花面临的一些最大威胁包括森林砍伐、非法贸易和气候变化,这些都可能导致兰花灭绝或其范围和数量减少

如RBG Kew的《2023年世界植物和真菌状况》报告所述,据估计,世界上45%的已知植物有灭绝的风险,而兰花科的这一数字更高,估计有56%的物种受到威胁

更好地了解兰花家族树的各个分支以及它们之间的联系将有助于科学家发现和描述新的兰花生物多样性。特别是,他们希望在全球生物多样性正在加速丧失的地区实现这一目标

根据新的报告,帮助保护兰花的一种方法是更好地了解物种形成模式——种群发展为不同物种的进化过程。在这种情况下,它可以揭示哪些生态系统具有高于平均水平的兰花多样性,以及拥有新兰花多样性的最高进化潜力

RBG Kew综合专著研究负责人Oscar pérez博士说:“我们的研究首次在全球范围内揭示了哪些生态区域具有最高的兰花进化潜力和物种丰富度已经成为前所未有的物种形成的摇篮,导致了兰花物种多样性的积累。“

”我们认为,只要这些地区的原生生态区域得到保护,这些地区在不久的将来就有能力容纳更多的多样性。因此,我们的研究提供的关于物种形成和物种丰富模式的信息可以为政策提供关于生态系统优先保护的信息。“

不幸的是,与兰花灭绝所需的时间(约500万年)相比,兰花正以惊人的速度灭绝。这表明,即使没有对灭绝的兰花物种数量的精确估计,兰花也可能无法在人类时间尺度上从灭绝中恢复过来。

教授。RBG邱大学科学主任、该研究的资深作者Alexandre Antonelli说,“兰花不仅是自然界的非凡瑰宝,它们还蕴藏着地球上生命的无尽奥秘:物种是如何进化、适应和移动的。保护它们的未来对于保护它们在生态系统中发挥的复杂相互作用至关重要,并确保这些故事有一天能被科学家揭开面纱。”

这项新研究只是科学家们绘制一棵完整的兰花生命树的目标的第一步

More information: Oscar A. Pérez‐Escobar et al, The origin and speciation of orchids, New Phytologist (2024). DOI: 10.1111/nph.19580

Provided by Royal Botanic Gardens, Kew

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