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为何横跨三大洲竟然同一物种? 精选

已有 7039 次阅读 2015-5-6 18:37 |系统分类:科研笔记|关键词:学者| 植物, 线虫, 多样性

       今晚吃饭时随意点开Youtube上一段关于视频,里面有关动物多样性的讨论引发了一些联想,不知到是否能找到合理的解释

      在生物界,动物和植物在世界范围内的分布有着极强的地域性,如植物中的猪笼草科,番杏科,仙人掌科集中分布在热带特定区域,动物中大到象类,虎类,小到昆虫都有极强的地域性。虽然植物中有一些科被认为是世界范围内广泛分布,如菊科,蔷薇科等,但到具体的一个种,往往还是有很强的地域性。也就是说,如果说这些特定生态环境或者地理隔离,造就出不同物种。

      动物尤其是大型动物活动范围可达几十公里,即使小型昆虫其活动范围至少也有数十平方米以上。植物随不能动,但通过风,水以及动物的协助传播,其种子传播范围也绝对不会小。这样说来大型动物植物见种群间基因交流机会很多,但即使这个量级上的活动范围仍然造成较高的地域多样性。相反,可能大家很少去考虑小型生物,如微生物,线虫。很多研究已经证实许多微生物可以在全球各种环境下生存。以我较为熟悉的线虫为例,线虫中活动较快的Plectus大概的活动范围仅仅在一米以内,大部分线虫都在几十厘米这个范围内。然而,令人惊讶的是线虫中很多都是全球分布的。例如,我们最近与美国加州大学河滨分校的一项研究显示,来自中国云南地区样品中的Cephalenchus属A种与美国,加拿大与比利时的三个样品形态学观察完全相同,28S序列99%相似。在28S所建贝叶斯树上处于posterior probablity=100的单系群。在讨论之前,我们需要明确一个概念。许多报道显示以根结线虫为代表的植物寄生线虫同一种多次在世界各地发现。个人认为这中间有很大认为因素。因为这些线虫主要存在于经济植物上,并随着国际贸易广泛流动。他们的广泛分布并不能真正说明问题。因此,以上例子中的这些样品都随机采集自森林土壤中,完全排除了人为传播的影响。

       为何分处亚欧美三个大洲的线虫没有因为地理隔离产生明显的地理分布?线虫活动范围如此之小,如何与上万公里外的种群保持如此之高的一致性?不说与美洲板块隔着太平洋,即使数百万年前板块尚未漂移的泛古陆时期,如此小的线虫要跋山涉水进行基因交流也是不可能的。 更令人意外的是,虽万里之外存在这相同种,但在很近的地理范围内却可能出现多个种类。在比利时一块森林,距离A种发现十公里外又发现同属的B种,两者有着明显的形态差异。两者间唯一的区别是两种所生活的土质和植被有所区别。

      在线虫中,也有极少的类群有着明显的地域性。如我硕士期间涉及的Bicirronema,是一个极其罕见的,仅分布在热带的类群,在非洲和亚洲的热带雨林中常常会看到,而温带寒带是绝对不可能发现的。同理,Cephalobidae的scottnema目前被认为是典型的极端寒冷地区种,在南极被多次发现报道。

      对于这种现象,个人能够想到是由于线虫等较为原始的生物出现的非常之早,其形态极度适宜环境。土壤生态环境相对稳定,食物充足(植物受气候影响大,动物受食物影响大),选择压小,数百/千万年前已进化成非常适应其生存条件的形态结构,通俗的讲,就是太成功了,结构太完美了,于是不思进取长久保持原样。同时,相近的地点可能由于土壤环境不同,选择压力造就了另一个适宜对应环境的种。


下面来几张这个神奇Bicirronema的图,





https://m.sciencenet.cn/blog-2518554-887656.html

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