不同时空尺度上动物地理格局演化及物种分化：以扁蚜类昆虫为模型

Under the background of biodiversity crisis and global climate change, the importance of evidences from biogeography researches in scientific decision-making should be prioritized. Understanding the evolution of biogeographical patterns, modes and mechanisms of speciation of important animal groups is of great value to not only developments of related disciplines, but also policy-making in sustainable development. This program aims to improve our understandings of zoogeographical evolution across spatial and temporal scales, the biogeography in Oriental realm, as well as the speciation of phytophagous insects by using Hormaphidinae, an insect group with years of relatedd studies, as research model. An integrated research scheme incorporating approaches such as GIS, species distribution modeling, molecular phylogenetics and phylogeography will be applied. The results and research scheme of this program are expected to also facilitate the understanding of the evolution of agricultural and forestry pests and provide scientific evidences for policy-making in biodiversity conservation.

在生物多样性问题依然严重和全球环境变化的背景下，生物地理学研究的重要性应该被更加重视，研究重要动物类群的生物地理格局演化、物种多样性分化模式和机制，不但有重要的科学理论意义，而且对可持续发展科学决策有重要价值。本项目以与农林生产密切相关、研究基础很好的扁蚜类昆虫为研究模型，使用GIS、物种分布模型、分子系统发育、谱系地理学等方法，基于整合性生物地理学研究模式的实践，期望在不同尺度动物地理格局演化机制、东洋区动物地理格局演化、植食性昆虫物种多样性分化等重要科学问题方面取得突破，也为制定合理的多样性保护策略、更好地理解农林害虫的进化机制提供科学证据。

在生物多样性问题依然严重和全球环境变化的背景下，生物地理学研究的重要被高度重视，研究重要动物类群的生物地理格局演化、物种多样性分化模式和机制，具有重要的理论意义和科学价值。本项目以扁蚜类昆虫为研究模型，使用GIS、物种分布模型、分子系统发育、谱系地理学等方法，对该类群生物地理格局与生态因子的关系、物种多样性格局、特有性分布格局和物种特有分布区、以及物种多样性格局形成机制进行了系统研究。基于大量的标本和样品，鉴定了扁蚜类98种，对2个属进行了系统厘定，发表1新属、7新种和4中国新纪录种，完善了中国扁蚜亚科的物种组成和地理分布信息；基于世界扁蚜亚科225种1224条地理分布数据，分析表明扁蚜亚科物种多样性并没有呈现出纬度梯度性，物种丰富度较高的区域均位于岛屿或者陆地的高山地带。结合物种多样性分布的特点，探讨了在不同分析尺度下扁蚜亚科的特有分布区，结果表明扁蚜亚科物种特有化较高的区域多数分布于东亚及东南亚岛屿；对扁蚜亚科来说，物种丰富度较高的区域与特有化区域重合度较高。基于线粒体基因组和其他分子标记，研究表明扁蚜亚科起源时间为古新世中期；三个族都起源于始新世，其中，坚蚜族的起源时间最早为52.74Ma，扁蚜族与日本扁蚜族的共同祖先起源于50.22Ma，随后发生分化形成扁蚜族和日本扁蚜族。祖先分布地重建结果表明扁蚜亚科的起源地为中国大陆地区；分析表明扁蚜亚科物种形成时间与寄主植物的演化时间一致，且扁蚜亚科物种分化与青藏高原的隆起和与台湾岛密切相关。基于分子数据，探讨了扁蚜亚科共生菌多样性以及两者之间的关系，确认了6种蚜虫次级内共生菌，以及坚蚜族与初级内共生菌的协同演化关系。对于代表物种——甘蔗粉角蚜的谱系地理研究表明，地理隔离和生境片段化是造成该种地理种群间低基因流和高遗传分化现象、促使不同地理种群发生分化的重要因素。项目执行期内，共发表研究论文33篇/部，其中SCI论文28篇；培养研究生4名，出站博士后1名。