花臭蛙复合体的分布格局及系统地理学研究

Understanding how the environment selected and influenced the organisms and the adaptation of the organisms to the environmental changes is one of the central goals in evolutionary biology. Amphibians, because of their high philopatry, limited dispersal, and sensitivity to precipitation and temperature variations for the aquatic and terrestrial life style, are probably the best model organisms for global climate changes and testing phylogeographic hypoteses.. Odorrana schmackeri species complex, including a few sympatric cryptic species, occur in the monsoon region of the south of Qinling Mountains, China, and distribute widely in 101 localities of 15 Provinces (Districts) at the south of latitude 33o N ranging from south temperate to south subtropical zone in the second and third topography ladder. With specimen collected from 47 localities to date, analyses of different datasets of mtDNA and nuclear DNA data were conducted based on methods of molecular phylogenetics, population genetics and biogeography. Our objectives are 1) to reconstruct the evolutionary history and phylogeny of O. schmackeri species complex, and 2) to reveal and address the cryptic species and their distribution range, and 3) to predict the influence of orogenic events and Quaternary climatic fluctuation to O. schmackeri species complex, and discern the role of geographic barrier and ecological selection in speciation events.

环境对生物的选择和影响以及生物对环境变化的响应是进化生物学的核心命题。两栖类具有较强的栖息地依赖性和较弱的迁徙能力，生活史包括水陆两个阶段，对降水、温度变化十分敏感，已成为全球气候变化的重要指示生物，是揭示生态地理格局上遗传谱系演化规律的理想对象。. 花臭蛙复合体(Odorrana schmackeri species complex)包含多个分布区重叠的隐存种，广泛分布于我国秦岭以南季风区，北纬33°以南、第二至第三阶梯南温带至南亚热带15个省（区）101个分布点。本项目已积累47个分布点533个样本，将基于多个mtDNA 和核DNA序列，综合分子系统学、种群遗传学、生物地理学方法，从大尺度(1)重建花臭蛙复合体的进化历史，构建谱系关系；(2)揭示隐存种，界定分布范围；(3)探讨造山运动、第四纪气候波动对花臭蛙复合体分布格局的影响，解析地理阻隔和生态选择在物种形成中的作用

臭蛙属的系统学研究发现，广泛分布于中国南温带至南亚热带的花臭蛙是包含多个分布区重叠的物种复合体，然而花臭蛙复合体的物种分化机制、种群历史动态、地理分布格局尚不清晰，而花臭蛙正模标本原始描述的缺失影响对相关物种的界定。本项目基于19个省区116个地理种群综合线粒体、核基因和微卫星标记重建花臭蛙复合体的谱系关系，界定分布范围，揭示隐存种，探讨物种形成和进化机制。. 花臭蛙复合体并非单系，与近缘种滇南臭蛙、海南臭蛙和封开臭蛙构成花臭蛙种组。花臭蛙复合体6个物种分布于横断山以东、伏牛山以南、珠江以北长江流域，自四川盆地西缘至东南沿海低山、丘陵地区。分布于东部第三阶梯的黄岗臭蛙、天目臭蛙和狭义花臭蛙分布界限清晰，黄岗臭蛙分布范围自湖南西南雪峰山沿南岭至闽浙丘陵武夷山区，浙江全省、安徽南部、江苏、江西东北部、福建省浦城县管厝乡东北部原记录的花臭蛙应修订为天目臭蛙，狭义花臭蛙东部支系分布于湘鄂赣交界的幕阜山以及湖南与江西交界的罗霄山脉。分布于西部第二阶梯的狭义花臭蛙、贵州臭蛙、隐存种（O. sp）和合江臭蛙在伏牛山、大巴山、巫山、武陵山一线存在广泛的同域分布。花臭蛙正模标本（SMF6241）隶属于狭义花臭蛙，在模式产地宜昌市高家堰镇同域物种狭义花臭蛙、隐存种与合江臭蛙间未检测到显著的基因流。花臭蛙种组形成于晚中新世，上新世末青藏高原的快速剧烈隆升、第四纪气候波动、古水系的时空演变促使花臭蛙复合体物种分化，冰盛期经历的适生分布面积加大、分布范围扩张以及不同时期气候的影响形成花臭蛙复合体现有分布格局。. 本研究重建花臭蛙种组的谱系关系，明确花臭蛙复合体非单系，揭示花臭蛙复合体物种分化、分布格局形成与青藏高原隆升、气候波动、古水系变化的相关性。花臭蛙正模标本分类归属的确定、隐存种的揭示、长江中下游花臭蛙复合体分类归属、分布界限的修正、厘订，为臭蛙属物种多样性的评估、生物多样性保护提供了科学依据。