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研究人員提出全新的物種形成理論模型——“合分合”循環(huán)。

物種的形成機(jī)制是進(jìn)化生物學(xué)的核心問(wèn)題，也是生物多樣性形成的原始動(dòng)力。在國(guó)家自然科學(xué)基金重大研究計(jì)劃“微進(jìn)化過(guò)程的多基因作用機(jī)制”的支持下，中山大學(xué)教授施蘇華帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)對(duì)全球多種紅樹(shù)植物進(jìn)行了基因組學(xué)和種群遺傳學(xué)研究，提出了全新的物種形成理論模型——“合分合”循環(huán)，成功解釋了全球生物多樣性熱點(diǎn)區(qū)域的物種形成機(jī)制。

過(guò)去70年間，新達(dá)爾文主義學(xué)者倡導(dǎo)的“群體間地理隔離機(jī)制”是有關(guān)物種演化機(jī)制的“金標(biāo)準(zhǔn)”。地理隔離是指由于高山、海洋和沙漠等地理障礙而使兩個(gè)或幾個(gè)群體之間不易交配成功的隔離機(jī)制，科學(xué)界普遍認(rèn)為這是形成物種的第一步。但是，這一模型無(wú)法解釋生物多樣性的起源，對(duì)生物種群之間的基因交流模式及作用也未給出明確答案。

對(duì)此，研究團(tuán)隊(duì)利用基因組、地理數(shù)據(jù)和計(jì)算機(jī)模擬方法，對(duì)全球多種紅樹(shù)植物的種群遺傳結(jié)構(gòu)和區(qū)系地理格局展開(kāi)了系統(tǒng)研究，發(fā)現(xiàn)紅樹(shù)植物物種形成的關(guān)鍵正是不同種群之間的間斷性基因流，這些間斷性的基因流由海平面高度的周期性變化所導(dǎo)致。他們發(fā)現(xiàn)了基因流可以持續(xù)存在于物種形成過(guò)程的基因組證據(jù)，從根本上修正了傳統(tǒng)的“物種形成需要地理隔離才能完成”的生物學(xué)物種概念?；谠诩t樹(shù)植物中的豐富實(shí)證證據(jù)，科研人員提出了“合分合”物種形成新模型，即生物物種經(jīng)地理隔離和遺傳混合的交替循環(huán)而分化為多個(gè)物種。

科研人員進(jìn)一步對(duì)數(shù)十種紅樹(shù)植物基因組序列從頭測(cè)序、分析后發(fā)現(xiàn)，在過(guò)去10萬(wàn)年里，紅樹(shù)的有效群體數(shù)量伴隨著海平面變化急速降低，至今仍處于極低的水平。并且，不同紅樹(shù)物種死亡率的差異較大，且和各物種遺傳多樣性存在顯著負(fù)相關(guān)。這從遺傳機(jī)制上揭示了現(xiàn)存紅樹(shù)林生態(tài)系統(tǒng)在海平面快速上升背景下的脆弱性。紅樹(shù)林作為海陸交界處的重要濕地生態(tài)系統(tǒng)，在消風(fēng)減浪、促淤造陸、固碳和支持海岸帶生物食物網(wǎng)等方面起著基礎(chǔ)性作用。準(zhǔn)確評(píng)估其演變機(jī)制事關(guān)海洋生物多樣性濕地生態(tài)區(qū)域建設(shè)。

該成果發(fā)表后，在國(guó)內(nèi)外學(xué)界引起廣泛關(guān)注，國(guó)外同行稱贊“合分合”理論是“對(duì)演化生物學(xué)理論的全新重要貢獻(xiàn)”，為解釋全球各物種多樣性熱點(diǎn)的形成機(jī)制提供了全新觀點(diǎn)，除解釋印度—西太平洋地區(qū)紅樹(shù)物種形成機(jī)制外，還解決了長(zhǎng)期以來(lái)關(guān)于正確理解物種形成過(guò)程中基因流作用的問(wèn)題。針對(duì)紅樹(shù)林生態(tài)系統(tǒng)，這些研究闡明了全球氣候變化下紅樹(shù)植物遺傳多樣性演化的規(guī)律及其受脅迫的內(nèi)在機(jī)制，為制定保護(hù)策略提供了基礎(chǔ)。（甘曉 蔣程）