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太行隆肛蛙更新世冰期的多个异域避难所:谱系地理和历史种口动态分析

王斌  江建平  谢锋  
【摘要】:更新世冰期循环带来的气候变化对东亚的秦岭地区内的生物谱系多样性及历史种口的影响现在仍缺乏研究。本文用ND2基因和溯祖模拟来验证更新世环境变化对生物的历史生物地理和种群动态是否有影响。系统发育分析和种群遗传结构分析结果表明,太行隆肛蛙由4个具有明显遗传结构且异域分布的支系组成,即西秦岭支系、中秦岭支系、东秦岭-东北秦岭-中条山-太行山南麓支系和伏牛山支系。阻隔分析结果表明,这4个支系明显被地理屏障所阻隔,其是嘉陵江、黑河和洛河-丹江等。分歧时间估计和溯祖模拟分析结果表明,太行隆肛蛙基部支系(西秦岭支系)首先于中新世末期(~8Ma)分化出来,而其他三个支系之间的分化则发生于更新世早期(~1.5Ma和~1.4Ma)。太行隆肛蛙的分化符合脚踏石模型(step-stone model),并与中新世末期青藏高原的快速隆升和更新世冰期循环带来的气候变化密切相关。溯祖模拟分析结果表明,太行隆肛蛙在更新世冰期存在多个异域的避难所;祖先种群分布区重建分析结果表明,这些避难所分别位于西秦岭、中秦岭、东秦岭-东北秦岭和伏牛山。贝叶斯轮廓图显示,所有支系的种群大小在最大冰期前(中国的大理冰期:~50ka)保持稳定,随后其中两个支系的扩张时间紧随最大冰期(~55ka和~50ka),另外一个支系的扩张则相对晚一些(~20ka)。此结果暗示,更新世的冰期环境可能对太行隆肛蛙的种群大小影响不明显;而此时期内东亚季风的发展则为该时期太行隆肛蛙的种群稳定提供了条件。

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