昆明植物所揭示杜鹃花科白珠树属小叶类群丰富的物种多样性

喜马拉雅-横断山区纵深峡谷所包围的不同山脉间的物理隔离造成了某些生境呈现孤岛状,这些“空中岛屿”(sky-island)分布的类群既具有一定的海洋岛屿生物学特征,又在复杂的地质历史和气候条件作用下形成了独特的物种适应性进化机制和动态组成,是研究物种多样性及其对气候、地质变化响应的天然实验室。

杜鹃花科白珠树属(Gaultheria L.)小叶类群(毛叶系ser. Trichophyllae)是喜马拉雅-横断山区特有的一个单系类群。这类植物植株矮小(小于20 cm)、叶片短小(小于1 cm)、单花腋生,见于林线之上的高山草甸或灌木林中,呈狭域隔离分布,为典型的“空中岛屿”状分布格局。前人研究认为,该类群数量不多(《中国植物志》英文版仅收录6种),但分类关系复杂,大部分种形态变异大,且与同域分布的近缘种存在许多中间过渡类型。

自2011年起,中国科学院昆明植物研究所李徳铢研究员、王红研究员、陆露副研究员与美国加州科学院植物学部Peter W Fritsch教授合作开展了该类群的分类学、系统发育与生物地理学研究。先后在国内外8个主要标本馆(A, BM, CAS, E, GH, K, KUN 和 P)研究了该类群近千份腊叶标本,收集了大量形态学数据。其间,共同在横断山区开展了6次野外考察,获得了该类群19种近70个居群500份标本的材料和800余张照片。初步研究发现,该类群可能经历了辐射进化,传统形态分类“低估”了其物种多样性,一些在分子系统树中非单系的形态学种实为几个隐型种构成,可能是趋同适应的结果。性状演化分析表明,该类群花梗长度、花萼裂片形状、果实颜色与形状这些曾受忽视或基于腊叶标本鉴定困难的特征是共近裔性状,对种的划分具有重要意义。在分子系统发育研究的基础上,近年来,陆露等与Peter合作,初步完成了该类群的分类学修订。修订后小叶类群物种数量从6种增至20种,包括不少新种和新等级。

国际植物分类学杂志 Phytotaxa 以封面文章报道了对这一类群分类学修订的最新研究成果,包括2个新种,4个原来作为变种的单元提升到种级水平(新等级),对模式标本中包含其他属内种标本的两个物种进行了模式指定并修订了其分类范畴(链接:http://159.226.251.229/videoplayer/pt00201p026.pdf)。

上述研究工作得到国家自然科学基金青年项目(No. 31100163)、外国专家特聘研究员计划项目(No. 2010T2S05)、美国国家自然科学基金(DEB-0717711、DEB-0103795)和美国国家地理基金(No. 148057)的资助。

图 1 白珠树属小叶类群Gaultheria eciliata、G. major和G. obovata生境、植株、花、果实特征

图2 白珠树属小叶类群Gaultheria sinensis 的形态特征

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