豹蛛的起源、分化与扩散研究

The origin and evolution of organism is another kind of expression for human thinking about where we come from and where we go. Spiders is a group with little research on origin and evolution. Only several spider groups’ evolutionary history was studied. The wolf spider genus Pardosa is a typical group of wondering spiders with the highest diversity, the strongest moving ability and the close relationship with agricultural fields. Where they come from and how to differentiate and spread to Holarctic area would be very important for people to learn why the RTA clade spiders with such high diversity, to seek the relationship between widespread and limited distributed species and to utilize spiders for some study and application. Based on morphological and monophyletic studies, this program will try to acquire more than 80 species with at least 5 individuals each species from Europe, Asia and North America, representing almost all species groups of Pardosa, select 4 mitochondrial and 3 nuclear genes (COI, 12S, 16S, ND1; 28S, 18S, H3), sequence them and do the molecular phylogenetic analysis. Furthermore, the mtDNA substitution rates will be used to evaluate the divergence time of each clade. Finally, the differentiation and dispersal will be explored and the evolutionary history of Pardosa be shown.

生物的起源与演化是人类关注自己的另外一种表现，但学者对蜘蛛的研究相对明显少于其他动物，仅极少数蜘蛛类群有了起源演变历史。豹蛛作为游猎型蜘蛛的典型代表，其多样性极为丰富、运动能力非常强，与人类的农业关系较为密切，它们的起源、分化与扩散历史对于人们认识RTA分支类蜘蛛丰富多样性的形成、找寻蜘蛛广布种与狭布种间的关系、更好地利用蜘蛛进行各项研究或应用具有重要意义。本项目将在形态分类与单系性修订的基础之上，采集各重点区域、代表豹蛛属绝大多数种组的部分种类的新鲜样本(不少于80种，平均每种不少于5个个体)，选用4个线粒体基因(COI、12S、16S和ND1)和3个核基因(28S、18S和H3)，对豹蛛进行分子系统发育研究，并在此基础上，结合线粒体基因进化速率进行系统发育树上各节点的分化时间估算，再联系历史分化事件，对豹蛛各种组的起源、分化与扩散历程进行探究，还原其在欧洲、亚洲和北美洲的历史演变过程。

豹蛛作为游猎型蜘蛛的典型代表，其多样性十分丰富、运动能力强，与农业关系较为密切，但其多样性形成历史尚不清楚。. 本项目在观察大量豹蛛及相关蜘蛛标本的基础上，通过自测与数据库下载6个常用分子系统学标记，采用支序系统学方法，构建了ML和BI树，并通过分化时间计算、祖先分布地重建等方法，探讨了豹蛛的起源、分化与扩散机制。结果表明，豹蛛亚科为单系类群，包括至少46个属573种，与狼蛛亚科的一个分支互为姐妹类群；可能起源于渐新世和中新世过渡的25-22百万年前的亚洲南部季风区和非洲，受青藏高原隆升的影响而隔离分化成两个主干分支，两分支中的非洲类群率先被隔离，其余类群随着气候变迁而在青藏高原地区周围向南、向北迅速扩散开来，形成了现如今的在非洲、欧亚和北美大陆广泛分布的格局；现有的广布种与狭布种可能是受更新世剧烈的造山运动和气候波动影响而形成。. 项目结果产生了大量数据：(1) 分类描述：对豹蛛亚科及其相关的狼蛛44属115种进行了详细的研究，修订已知属10个，建立新属33个（豹蛛亚科32个），2属重新生效，描述新种19个、重新生效种5个、新物种异名11个、新组合77个、单性新发现4个；(2) 基于系统发育研究结果，确认了豹蛛亚科、豹蛛属和其他一些相关属的单系性，对豹蛛亚科和豹蛛属进行了重新界定，东洋区和非洲热带区的豹蛛最先由狼蛛亚科蜘蛛分化而来；(3) 分歧时间估算和祖先分布地重建表明，豹蛛亚科形成于31.74百万年前，豹蛛亚科的祖先在渐新世中新世过渡期（25-22 Ma）可能随着青藏高原隆起和中南半岛的侧向滑动开始分化，在约18.37 Ma分化成两个主要分支，在16 Ma前后非洲类群率先分化，其余类群随着青藏高原的隆升、全球气候改变而向南北分化和扩散。. 作为一个形态学差异很小、多样性却十分丰富的动物类群，其起源、分化与扩散机制为探究生命的快速演化、以及现代气候条件对生物生存繁衍的影响具有重要参考意义，为人类更好利用自然演化规律为自身发展服务奠定基础。