Phylogeographic breaks and the mechanisms of their formation in the Sino-Japanese floristic region

Due to combinations of diverse geography and climate, and complex geo-climate histories and sea level fluctuations, the Sino-Japanese floristic region has extremely high species diversity. Phylogeography is an effective method to identify the factors triggering the formation and differentiation of species diversity. Previous studies showed that phylogeographic breaks, the genetic discontinuity between different gene genealogies, were ubiquitously present. From the west to the east, seven general phylogeographic breaks occur, including the Mekong- Salween Divide, the Tanaka-Kaiyong Line, the Sichuan Basin, ca. 105° E, the boundary between the Second and Third ladders, the North China, and the East China Sea and Korea Strait. These phylogeographic breaks are mainly attributable to both historical and ecological factors, which are generally due to a combined effect of the isolation by distance (IBD) and the isolation by environment (IBE). Geological events and climate changes are the historical factors, mainly including the uplift of Qinghai-Xizang Plateau, the formation and intensification of the Asian monsoon and the Asian interior aridification, the redevelopment of the arid belt, and the Quaternary climate oscillations and sea level fluctuations. Adaptive divergence, namely the divergence induced by different selective pressures under different environments, is responsible for the ecological factors. Adaptive divergence could obstacle gene flow among populations, resulting in the formation of phylogeographic break. However, an identical phylogeographic break is not shared by all the plants because of their various intrinsic biological characteristics, among which the difference in dispersal ability is most important. Finally, we envisaged the future development of phylogeographic break studies based on accurate divergence time estimation, relative contribution of IBD and IBE, and also the utilization of comparative phylogeography.     

线粒体基因和核基因揭示自然屏障和第四纪更新世气候振荡影响双斑乙蠊谱系地理格局

[目的]明确双斑乙蠊Sigmella biguttata种群间遗传分化程度,并揭示该种地理分布格局成因.[方法]PCR扩增双斑乙蠊19个地理种群284头个体的线粒体基因COⅠ,COⅡ和ND1以及核基因ITS的序列;使用MEGA v.7.0,DnaSP v.5.0和Arlequin v.3.5软件分析双斑乙蠊地理种群的遗...     

青藏高原高山流石滩特有植物绵参的谱系地理学研究

绵参(Eriophyton wallichii)是中国青藏高原地区高山流石滩特有植物.为探讨第四纪冰期气候波动对青藏高原高山流石滩植物居群遗传结构以及谱系历史的影响,检测了绵参20个居群187个个体的核糖体内转录间隔区(ITS)的序列变异,共发现19个单倍型,且结果表明大部分居群拥有独自的单倍型.AMOVA分析表明,居群间的变异占了总变异量的89.54％,居群遗传分化指数很高(GST=0.863,NST=0.957),但无明显的谱系结构.我们推测这种独特的谱系地理结构可能主要是由于高山流石滩独特的地形和环境及“孤岛效应”形成的,与先前研究过的青藏高原植物不同,绵参呈现出高度分化的遗传结构,常常呈现出“一个居群,一种单倍型”的模式,这可能是由于第四纪冰期及间冰期尽管绵参的分布范围有扩大和收缩,但始终由于特殊的高山生境和流石滩基质,导致了该物种长期以来居群间很少有基因交流并一直处于隔离状态,造成了现在这样的谱系地理结构.     

基因组学时代的真菌分类学:机遇与挑战

真菌物种的形态特征有限,加之形态滞后和形态可塑性,仅靠外部形态、内部结构及生理生化指标,很难把握真菌的系统亲缘。应用DNA测序、基因组测序、比较基因组学及生物信息学等技术,研究人员可以快速识别真菌演化中出现的数量众多的单系支系,为建立各分类等级的新分类单元提供有力证据,为真菌分类学研究带来了新的希望和活力。自2000年以来,在真菌界至少发表了1新亚界、4新门、7新亚门、19新纲、9新亚纲、40余新目等高级分类单元。近3年来,我国发表了20余个真菌新属,其中绝大多数属的建立都有分子证据支持。可以预见,大量的新种、新属、新科乃至更高级分类单元将会在今后10年内持续发现和建立。这必将大大促进真菌分类学的发展,完善现有的真菌分类系统。我们应该顺势而上,利用我国丰富的真菌资源,为真菌分类学的发展做出应有贡献。与此同时,真菌分类学也面临着十分严峻的挑战。挑战主要来自3个方面,一是研究变得越来越综合,不但需要有相应的研究经费支持,而且要求从事该领域的研究人员技术更全面、知识更广博及知识更新速度更快捷;二是新物种描述进度偏慢,远远不能满足人们对物种认识和利用的日益增长的需要;三是研究人员亟需创新研究模式,以新技术、新思路、新机制来构建新的真菌分类学,加速新物种的发现和描述进度,最终为社会进步和科学发展服务。     

恒频-调频蝙蝠特化的听觉系统对回声定位的适应

在漫长的生物演化过程中,蝙蝠演化出了能飞行和高度适应生存环境的生物声纳系统和行为.蝙蝠属于哺乳动物纲的翼手目(Chiroptera),是唯一能真正飞行的哺乳动物,其种类超过1000种,位列哺乳类动物的第二大目.根据其体型大小和形态特征将其分成大蝙蝠亚目(Megachiroptera)和小蝙蝠亚目(Microchiroptera).对蝙蝠的研究具有重要的科学意义和实际应用价值,如在听感觉方面与人类共享听觉的某些基本原理,研究结果有助于认识人类听觉.它们发出的回声定位信号规整,便于模拟后用于研究听觉系统对声信号加工的机制,尤其是在听中枢对复杂声信号处理方面,认识其细胞和分子机制才刚开始,它们是极好的模型动物.另外,在仿生学方面也具有极其重要的价值,回声定位蝙蝠的生物声纳系统具有极高的时间和空间分辨率,是极具诱惑力的研究课题.有关恒频-调频蝙蝠听觉结构和功能的研究,已有相当的时日,获得了不少新的认识,窥探到敏锐的听觉与回声定位行为之间的某些适应性的机制,本文对这方面的研究进展做了简要介绍和评述.     

河西走廊生态经济系统协调度评价及其空间演化

基于1985、1995、2000、2011年的Landsat TM影像解译数据,以河西走廊20个县(市、区)为基本研究单元,运用生态系统服务价值估算法,依据生态系统服务价值指数(ESV)和生态经济协调度指数(EEH),对河西走廊1985—2011年生态经济系统协调度进行评价.结果表明: 研究期间,研究区土地类型结构发生了较大变化,林草地面积减少幅度较大,建设用地和耕地面积增加较快.ESV整体呈下降趋势,研究区东、中部石羊河流域和黑河流域中游ESV变化幅度较大,经济开发方式在本时段发生过显著变化,研究区西部疏勒河流域ESV变化不大.2000年后,研究区经济增长速度明显加快,资源型城市和区域性中心城市是经济增长的热点区,整体上沿走廊中心向两侧递减.研究区生态经济关系整体上经历了“初步恶化-进一步恶化-低度协调”的演变过程,研究区东、中部的石羊河流域和黑河流域中游EEH有较大幅度的变化,生态经济经历了“冲突-进一步冲突-小幅度缓和”的过程,西部疏勒河流域EEH变化幅度较小,石羊河流域和黑河流域高强度的开发模式以及随后的流域综合治理对区域生态经济协调性产生了较大影响.
     

早期鸟类的飞行能力与羽毛的起源

关于鸟类飞行的起源问题,与鸟类的起源问题同样重要。这一问题在学术界主要有两种假说：一种是由美国学S．W．Willistong在1879年提出的地栖起源说（疾走起源说）,另一种是美国学O．C．Marsh在1880年提出的树栖起源说。前通常与鸟类兽脚类起源说相联系,而后往往被认为同鸟类槽齿类起源说有关。     

黄花蔺的繁育系统研究

黄花蔺Limnocharis flava(Linn．)Buch．的蝎尾状聚伞花序上通常产生两性花2∽13朵,单花花期5～13h。自然居群中观察到,花开放后有两种甲虫访花,但外围数轮无花药的退化雄蕊限制了花粉向外散布,内轮雄蕊上花药开裂后花粉直接落在自花的柱头上。花被片闭合后内轮花被片萎蔫成液体,促进了花粉在柱头上萌发。花粉与胚珠的比值为930±180(650∽1120),属于较经济的自花传粉类型。果实成熟后花序倒伏,其顶端产生的营养芽萌发形成新的营养苗。一个基株一年内可产生6∽20个营养苗。黄花蔺自花传粉结实率达80％,每果实产生种子470～640枚。黄花蔺近距离扩散以营养繁殖形成的新植株完成,长距离扩散或占领新生境以及抵抗干旱则依靠种子。人工去雄、套袋及授粉实验表明,黄花蔺的繁育系统是以自交为主的混合交配类型,并可能是由异交向自交演化的。     

扩展的人类世界（下）

亚洲直立人的年代大约１００万年前人类离开了非洲 ,但很多学者早就对此持以怀疑态度。伯克利地质年代测定中心的两位技术人员 ,１９９４年提出的报告使同行们大感意外 :爪哇一直立人男孩头骨化石所在的火山地层 ,测定的年代距今１８０万年 ,那么 ,直立人到达爪哇的时间至少又提早了８０万年。如果像多数学者想象的那样直立人源于非洲 ,那么这样早的年代则表明 ,直立人冲出非洲并开拓通往爪哇的征途 ,应是发生在该人种出现之后不久的事 ,然而有些学者认为 ,直立人尚不确知的先辈老早以前就离开了非洲。如果真是这样 ,便是在别处孕育出了直立…