秦岭-大别山脉对弹尾虫多样性和地理分布格局的影响

Collembola play an important role in soil biodiversity and soil ecosystem services and are focal subject by phylogeographic research due to its wide distribution, high abundance and high diversity. Qinling-Dabie Mountain locates in the centre of China, traverses the central and eastern region of the mainland. The mountain preserving high biodiversity is desirable for the research on speciation and evolution of geographical distribution pattern of organisms. At present our knowledge on the diversity and distribution of Collembola along the region of Qinling-Dabie Mountain is very limited and insufficient due to the lack of study. This program will carry out a comprehensive investigation among Qinling-Dabie Mountain. The objective is to investigate the diversity of Collembola, to explore the regional difference of Collembola community and the environmental factors that contribute to such difference. Our study will help to clarify the formation of the geographical distribution pattern of Collembola in China, and to reveal the impacts of Qinling-Dabie Mountain on the diversity conservation, speciation and evolution of soil fauna.

弹尾虫在土壤生物多样性和土壤生态系统服务功能中占有重要地位，也是土壤动物谱系地理学研究关注的主要对象。秦岭-大别山脉是横贯我国中、东部的重要山脉，不仅是生物多样性的资源宝库，也是研究物种形成和生物地理分布格局演化的理想区域。然而，目前对秦岭-大别山区的弹尾虫多样性及分布格局所知甚少。本研究将在查明秦岭-大别山脉各区域弹尾虫物种多样性及环境因素的基础上，探明不同区域弹尾虫群落组成差异及造成这些差异的主要环境因子，阐明该山脉对弹尾虫地理分布格局的影响机制，揭示该山脉对以弹尾虫为代表的土壤动物多样性保存、物种形成及演化的作用。

弹尾虫是一类极为重要的土壤动物，在土壤食物网和生态系统服务功能中有重要地位。秦岭-大别山脉是我国重要的南北地理分界线，其生物多样性资源丰富，是研究物种形成和生物地理分布格局演化的理想区域。然而，目前对秦岭-大别山区的弹尾虫多样性及分布格局所知甚少。本研究首先调查了以秦岭-大别山脉为中心的我国几个典型自然生境的弹尾虫多样性，比较了不同区域的弹尾虫物种组成和分布，结果显示秦岭-大别山脉不同区域的弹尾虫类群组成存在差异，其中东部大别山区类群组成整体偏向华南特征，中部从伏牛山区到秦岭山区的类群组成具有南北过渡特征，西部川北陇南地区弹尾虫类群与秦岭区域类似，但体现出更强的古北界特征。此外，秦岭-大别山脉及附近区域还具有许多特有类群。基于调查结果，本研究筛选了长角跳科和鳞跳科为主要研究对象，基于线粒体基因COI、16S rDNA 和核基因18S 和28S rDNA进行了分子物种界定、系统发育和生物地理分析，并根据不同区域物种在系统发育树中的位置和相互关系推断我国弹尾虫代表类群的来源、迁移与演化过程。对长角跳科的分析结果显示我国的Entomobrya属起源于古北界，其类群和体色的分化可能受到秦岭-大别山脉的影响。对鳞跳科的分析揭示了该科在我国南方地区的高物种多样性及齿节刺这一跳跃功能性状在我国不同地理区域的演化历程。本研究证实了秦岭-大别山脉及附近区域的弹尾虫来源多样且经历了相对独立的演化过程，不能单纯认定为“古北-东洋过渡区”，但本研究调查的动物类群和地理范围均有限，因此该区域是否应单独划立一界尚需后续研究进一步证实。