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馬達加斯加是世界第四大島，因其高度多樣化及特有的生物區系，成為全球最重要的生物多樣性熱點(diǎn)區域之一，也是探討生物演化與保護的“天然實(shí)驗室”。 猴面包樹(shù)屬（Adansonia）是錦葵科木棉亞科落葉喬木，全球僅存8個(gè)種，其中6個(gè)種特有分布于馬達加斯加，其余兩種分別分布于非洲大陸和澳大利亞 （圖1）。猴面包樹(shù)類(lèi)群個(gè)體壽命可達上千年，其果實(shí)可食用，樹(shù)干儲水豐富，樹(shù)皮是手工制品和建筑原材料，在干旱條件下，還為各類(lèi)動(dòng)物提供水、食物和庇護所，因此被稱(chēng)為“生命之樹(shù)”，在馬達加斯加亦被喻為“森林之母”，具有極其重要的科學(xué)研究、經(jīng)濟、生態(tài)和人文價(jià)值。此外，猴面包樹(shù)體型巨大、形態(tài)奇特，在當地形成了壯美的自然景觀(guān)，每年吸引全球無(wú)數旅行者慕名而來(lái)（圖2）。
圖1. 猴面包樹(shù)屬植物現今全球分布格局及IUCN瀕危保護等級
受全球變化和棲息地破壞影響，近年來(lái)猴面包樹(shù)屬植物多樣性保護成為學(xué)術(shù)界和大眾廣泛討論的熱點(diǎn)問(wèn)題，尤其在馬達加斯加，部分物種的個(gè)體數和適宜生境驟減，已有三種猴面包樹(shù)被世界自然保護聯(lián)盟瀕危物種紅色名錄（IUCN Red List）列為瀕危或極度瀕危物種。同時(shí)，關(guān)于猴面包樹(shù)屬的起源中心及地理分布格局的形成歷史仍存在較大爭議。因此，盡快厘清猴面包樹(shù)多樣性格局的形成過(guò)程，通過(guò)系統的科學(xué)研究指導并制定更有效的保護策略已刻不容緩。
圖2. 位于馬達加斯加穆隆達瓦的猴面包樹(shù)大道（攝影：中-非中心）
研究人員通過(guò)對來(lái)自馬達加斯加、塞內加爾和澳大利亞的8個(gè)猴面包樹(shù)物種野生個(gè)體遺傳信息解析，重建了猴面包樹(shù)屬演化歷史，發(fā)現其物種多樣性分化始于距今約2100萬(wàn)年前，該時(shí)間遠晚于非洲和澳大利亞板塊的分離及馬達加斯加島的形成（約1.6億年前）。不僅如此，綜合數據分析表明包括已形成洲際隔離或島嶼同域分布的猴面包樹(shù)物種，在歷史上均存在種間雜交情況，從而導致了屬內全基因組水平上系統發(fā)育關(guān)系信號的不一致性（圖3），依據研究揭示的歷史同域雜交式樣和實(shí)際的跨洋擴散可能性，提出馬達加斯加島應為現存猴面包樹(shù)屬冠群的起源分化中心。
同時(shí)，該研究通過(guò)整合全基因組計算的遺傳多樣性、歷史種群數量及生態(tài)學(xué)數據分析，揭示了馬達加斯加現存6種猴面包樹(shù)物種間的生態(tài)位競爭格局，發(fā)現因全球海平面歷史波動(dòng)引起的島嶼面積變化，島嶼內山體隆起、火山噴發(fā)等地質(zhì)演變因素，共同驅動(dòng)著(zhù)島內猴面包樹(shù)物種種群大小及分布的動(dòng)態(tài)變化（圖4）。由地質(zhì)演變產(chǎn)生的豐富小生境異質(zhì)性以及種間雜交可能造就了島內猴面包樹(shù)屬物種的多樣性，這為理解物種演化及分布格局的形成，尤其是馬達加斯加特有生物多樣性發(fā)生機制，提供了重要研究案例。
圖3. 猴面包樹(shù)屬8個(gè)種的系統發(fā)育關(guān)系與種間雜交歷史
圖4. 馬達加斯加猴面包樹(shù)種群變化歷史及其受地質(zhì)事件、海平面變化等的影響
此外，研究還發(fā)現IUCN可能低估了馬達加斯加猴面包樹(shù)物種的現實(shí)瀕危狀況，通過(guò)對屬內種間競爭及雜交影響的評估并綜合基因組和生態(tài)學(xué)研究結果，對馬達加斯加特定猴面包樹(shù)物種分別提出了新的保護建議和策略，為有效保護該島整體生物多樣性提供了新的科學(xué)視角和重要參考依據。
研究人員同期在《自然》雜志上發(fā)表題為“The evolutionary history of baobabs and implications for?their conservation”的研究簡(jiǎn)報（Research Briefing）。
中國科學(xué)院武漢植物園王青鋒研究員、萬(wàn)濤研究員為論文的共同通訊作者，萬(wàn)俊男博士、王生位博士、英國倫敦瑪麗女王大學(xué)Andrew R. Leitch教授、英國皇家植物園邱園Ilia J. Leitch 教授、華大基因簡(jiǎn)建波博士為共同第一作者。該研究得到了中-非中心、國家自然科學(xué)基金等項目資助。該成果是武漢植物園/中-非中心長(cháng)期與非洲、歐洲等相關(guān)科研機構緊密合作實(shí)施非洲生物多樣性研究與保護的階段性總結，團隊先期已在包括《自然-植物》（Nature Plants，2018），《自然-通訊》（Nature Communications，2021）等期刊發(fā)表了系列相關(guān)研究論文。
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