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《兰州大学》 2010年
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广义柏科的生物地理学研究

毛康珊  
【摘要】: 大陆板块运动是造就现存生物分布格局的主要原因。板块构造运动通过改变各个大陆之间的联系、(改变大气环流和洋流循环进而间接地)改变全球气候等,塑造了各大陆生物的分布格局。广义柏科全球广布并且化石记录丰富,是验证大陆板块构造历史的理想材料。该科刺柏属间断分布于北半球,是研究北半球植物区系演化历史以及验证北半球陆桥迁移扩散学说的理想类群。此外,该属西藏圆柏复合体分布于青藏高原南部和东部,是研究高海拔地区物种谱系地理学和冰期后种群重建历史的最佳对象。 本文从三个不同的分类学等级(即:科、属、种)以及与之分别相应的三个不同时间尺度上,对柏科植物的生物地理学进行研究。第一,测定了柏科所有属、超过80%物种的5套叶绿体片段DNA序列,并通过多种分析方法,重新确立了该科的生物地理学历史和物种分化历史。结果表明该科起源于三叠纪末期并于侏罗纪中期开始分化,到白垩纪早期时所有亚科便已经全部确立:柏科起源于“泛古陆”,并随着该古陆的逐渐破碎、分离,形成现有的分布格局;澳洲柏亚科、狭义柏木亚科目前分别分布于南、北半球,二者大致在白垩纪早期中段(125.88±6.89百万年前)分化开来。本项工作具有广泛的生物地理学意义,古生物或广布类群地理分布格局形成机制等相关研究或将从中受益。第二,测定了刺柏属四分之三物种的9套叶绿体片段DNA序列,并通过多种分析方法,确立了该属的生物地理学历史和物种分化历史。刺柏属可能起源于古地中海植被,并且在始新世晚期、中新世中期和上新世时,自欧亚大陆往北美洲迁移过三次;在渐新世晚期时往非洲迁移一次。该属分化速率在渐新世有所减缓,但是从中新世开始,又大幅加快,产生了该属现存的大部分物种。本项工作为往后(古加利福尼亚-)古地中海植被相关研究提供了一个详尽的范例。第三,测定了青藏高原西藏圆柏复合体(刺柏属圆柏亚属)102个种群、590个个体、3个叶绿体片段DNA序列,并通过多种分析方法,确立了该复合体物种的谱系地理学历史。该复合体的种群间分化大(GST=0.49,NST=0.72),存在明显的谱系地理结构(NSTGST,P0.01),且种群间的基因流较小在检测到的62种单倍型中,40种单倍型为(特定种群)特有单倍型(?)这些特有单倍型以及总体遗传多样性都均匀地分布在青藏高原台面和边缘的种群中,强有力地证明了在最后一次大冰期时该复合体现有分布范围内存在多个微型避难所,而且有些微型避难所存在于3500米海拔以上的区域。本项工作极大的完善了原有的避难所学说,并将引发更多关于高山地区微型避难所的研究。
【学位授予单位】:兰州大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:Q948

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