科学家揭示葡萄家族生存策略的转变

在《自然植物》发表的一项研究中，科学家们将始新世、渐新世和中新世边界确定为葡萄科（葡萄科）生存策略转变的转折点

“移动”策略在始新世和中新世气候最优期占主导地位，而“进化”策略在中新世后开始盛行，与全球变冷和新栖息地的出现有关

了解生物多样性的起源和动态是全球气候变化背景下的一个基本问题。面对环境波动，植物可以“移动”到其他地方寻找合适的栖息地，也可以“进化”以适应变化的环境

尽管“移动”和“进化”之间的过渡对生物体的生存和适应有着深远的影响，但在不同的环境条件下，替代策略是否可能占主导地位仍存在激烈的争论

全球分布的葡萄家族占据了各种对比鲜明的生态位，包括热带雨林、稀树草原、石灰岩露头甚至沙漠，使其成为研究全球范围内植物生存策略转变的优秀模型

中国科学院植物研究所陈志端教授及其国际合作者研究了“移动”和“进化”策略之间的过渡，并证明了它们在葡萄科进化史上涉及生态位机会和性状创新的适应性意义

研究人员基于对17属495种葡萄科植物的全球采样，构建了一个稳健的葡萄科系统发育图，覆盖了约52%的葡萄科物种。通过整合多样化分析、祖先分布、生态位和性状重建以及古植物学数据，他们推断了葡萄科在气候变化下的生物地理多样化模式和适应性进化

葡萄家族可能起源于白垩纪晚期（约7243万年前（Ma））的亚洲，并在古近纪空间上多样化到所有主要大陆。自渐新世以来，葡萄科的四个属（Ampelocissus、Cyphosemma、Vitis和Tetrasigma）的多样化率显著增加，这与它们的生态位变化和适应性特征的出现相吻合

研究人员进一步确定，“移动”策略在始新世和中新世期间占主导地位，与这两个时期的全球高温相吻合，而“进化”自3.3 Ma的最后一个冰川期以来一直是主导策略，当时两个半球都出现了几个新的栖息地

这项研究强调了最近时间框架内生态位变化的重要性，并建议基于生态位保守主义的假设应谨慎使用，作为既定假设，或与可比的替代假设进行明确测试

这项研究的结果深化了我们对生物多样性起源和维持的理解，并为植物如何应对未来不断变化的世界提供了见解 More information: Yichen You et al, Transition of survival strategies under global climate shifts in the grape family, Nature Plants (2024). DOI: 10.1038/s41477-024-01726-8

Journal information: Nature Plants