近年來的研究表明,氣候變化可能導致中國大鯢適宜棲息地面積的縮減、并呈現往高緯度、高海拔遷移的趨勢。同時有研究表明,中國大鯢存在至少5個進化顯著單元(ESU)。但氣候變化對中國大鯢不同ESU的影響尚不清楚。
為解決這一科學問題并更好地對中國大鯢開展保護工作,成都生物所陳有華研究團隊與江建平研究團隊開展合作,采用生態位模型模擬并檢驗了分布點位最為充足的兩個中國大鯢ESU(文中分別命名為北部ESU和南部ESU)的生態位分化情況。同時還探討了氣候變化對中國大鯢進化單元遺傳多樣性和棲息地范圍的影響。
結果表明,北部ESU和南部ESU的生態位在當前氣候條件下存在差異,但均呈現生態位保守的格局(圖1),兩個ESU的適宜棲息地沒有突然的環境變化或明顯的生物地理障礙。到2070年,在低排放情境下,北部ESU的適宜棲息地面積會有一定程度的減小,而南部ESU的適宜棲息地面積會有一定程度的增加。在高排放情境下,北部ESU和南部ESU的適宜棲息地均會大幅度減小,尤其以前者的減小更為嚴重,瀕臨滅絕的邊緣。這樣的預測結果跟適宜棲息地的氣候變化速率是直接相關的。最后,基于上述分析,文章認為ESU的種群重建和進化多樣性的保護應考慮驅動物種形成過程的潛在地理和生態位分化機制(圖2)。
相關成果以“Niche divergence of evolutionarily significant units with implications for repopulation programs of the world’s largest amphibians”為題發表于國際環境科學主流期刊Science of the Total Environment(IF=6.55)。趙天助理研究員和博士生章文艷為本文的共同第一作者,兩棲動物研究相關老師和學生參與了論文工作。本研究得到了國家重點研發計劃(2016YFC0503200)和院B類戰略性先導科技專項(XDB31000000)等項目的大力支持。
圖1. 中國大鯢進化顯著單元的系統發育關系(a)、分布點位(b;藍色和紅色圓點分別為北部ESU和南部ESU的分布點位)、以及當前北部ESU和南部ESU的適宜分布區(c-d)
圖2. 結合生態位分化和氣候變化速率的進化顯著單元識別及其種群重建評估框架圖