仓鼠科不同类群演化历史与环境变化的关系

Cricetidae is an extremely diverse family of muroid rodents. This is one of the largest families of mammals, with over 600 species, occupying a broad spectrum of habitats. Their range encompasses dry, wet, warm and cold climates, span a range of elevations from sea level to over 5000 meters above sea level. Cricetidae is a monophyletic group with a long evolutionary history of over 40 myr, performing prominent habitat heterogeneity and morphological diversity. It is an optimal object of studying the changes of geographic distribution, speciation events, and morphological evolution in the context of historically climatic change and geologic events. Different groups in Cricetidae may have different response to the environmental change in their evolutionary history.In the project, we aimed to 1) reconstruct the ancestral line on the basis of fossil records and provide a genetically based systematic framework for extant hamster (Cricetinae),which is the oldest family originated in China. The changes of geographic distribution, trends of morphological evolution and phylogeography of this family may reveal how the environmental change from Eocene had shaped the extant distribution of the family and their evolutionary history.2) compare the phylogeographic structure of 3 representative genus that diversified between Pliocene and Pleistocene: Phaiomys(endemic to the Qinghai-tibet Plaetau); Eothenomys（mainly occurs in Hengduan mountain） and Phodopus (highly adapted to semi-desert or desert) to trace back their response to the environmental change in Quaternary.

仓鼠科是哺乳动物中种类最为丰富的类群，拥有超过600个物种，分布于从海平面至超过海拔5000米的各类栖息环境。仓鼠科经历了近4000万年的演化历程，从时空上基本涵盖了中国陆地自始新世以来最主要的地质历史事件和环境变化过程。仓鼠科中具有不分布特点和生态型的类群其起源、分化及分布格局的形成与不同时间和空间尺度的地质历史事件和环境变化过程相对应。本项目拟综合利用化石、形态学和分子系统学信息首先厘清仓鼠科最古老、以中国为起源和分化中心的仓鼠亚科的系统发育关系，探讨其起源与扩散途径与北半球始新世以来环境变化的关系；然后选择仓鼠科中具有不同分布特点和生态学特性的代表类群：白尾松田鼠属（青藏高原特有类群）、绒鼠属（横断山代表类群）和毛足鼠属（干旱荒漠代表类群）进行比较谱系地理学研究，深入分析不同类群的分化、扩散及分布格局形成的历史过程与中国第四纪地质历史事件及环境变化之间的联系

仓鼠科Circetidae田鼠亚科Arvicolinae是北半球温带和寒带地区快速辐射分化的典范，其物种数达到28属151种，分布遍布全北区，占据了多种生态位；而其姐妹群仓鼠亚科Cricetinae却仅有7属18种，且大部分仅局限于欧亚内陆的干旱区。本研究分别从亚科水平和种群谱系地理格局的层面探讨：（1）田鼠亚科的适应辐射过程；（2）两亚科物种多样性形成巨大差异的原因；（3）这两个亚科中不同生态型的代表种（仓鼠亚科的小毛足鼠Phodopus roborovskii 和田鼠亚科的黑腹绒鼠Eothenomysmelanogaster）对晚上新世以来环境变化的响应。通过对田鼠亚科102个种的气候和生物地理特征进行分析表明：田鼠亚科沿降水梯度的定居时间与物种多样性呈现非常显著的正相关关系，说明气候生态位保守性决定了田鼠亚科沿降水梯度分布的物种多样性格局；另一方面，温度特征与分化速率之间呈现出间接相关性，显示出田鼠亚科定居在温暖的古北区所带来的生态机遇效应在其分化过程中的重要性。对仓鼠亚科气候特征的分析后发现：仓鼠亚科的分布区大多局限于较干旱的区域，且适应的降水生态幅较窄，仓鼠亚科的降水生态位和生态幅之间表现出较田鼠亚科更为强烈的相关性。两亚科各种的气候生态位重叠度基本一致，且重叠性均较高；两者属级降水生态幅与分化速率之间呈现正相关。作为仓鼠亚科的分布中心，蒙古高原位于亚洲内陆，拥有典型的大陆性气候，并在第四纪冰期旋回中经历了剧烈的气候变化。.本研究得出了较以往更直观的结论：（1）在密度制约的前提下气候生态位保守性不能完全解释的生物多样性格局，而生态机遇效应则对于大陆间的物种多样性格局，甚至气候梯度上的物种多样性格局都有重要影响作用；（2）干旱环境对物种多样性有限制作用，表现为对物种降水生态幅的限制作用；（3）无论是种上或种下水平，对于干旱环境的物种来说水都是限制因子；（4）对于高山森林环境的物种来说，山系的形成对其遗传和分布格局有着决定性作用，第四纪环境变化也对其遗传格局有重大影响。