鮈亚科鱼类的生物地理、分化格局与形态进化研究

Fishes in the subfamily Gobioninae could be selected as a modal group to integrative studies on biogeography, divergence pattern and morphological evolution of freshwater fishes, due to their differences in range size, in species richness, and in morphological differentiation among genera. In this study, we will reconstruct a multi-locus phylogeny of Gobioninae fishes and estimate the divergence time between lineages. Second, we will infer the role of geographical dispersal/vicariance in spatial diversity patterns of Gobioninae fishes. Third, we will reveal the major factors in driving the formation of phylogeographical patterns of Gobioninae fishes distributed in coastal rivers of eastern China by integrating the geological with paleo-climatological evidences. And then, through comparing the range overlaps between sibling species using the range reconstruction of climate niche modelling, we will reveal speciation patterns and associated drivers. Finally, by testing the relationships between range size, climate niche evolution or microhabitat and divergence rates or the rates of morphological evolution, we will reveal the mechanisms of differences in species diversity and disparity in phenotypic evolution among genera of Gobioninae fishes. In sum, the findings of this study should provide scientific evidence for the conservation of Gobioninae fishes and promote to an understanding of the underlying causes of the origin and maintaining of freshwater fish diversity.

鮈亚科鱼类属间具有地理分布区大小不同、物种数差异较大以及形态分化明显的特点，是开展淡水鱼类生物地理、分化格局与形态进化整合研究的理想模式群。本项目使用多位点分子证据重建鮈亚科鱼类的系统发育树，并估算各谱系间的分歧时间；通过追溯祖先起源地，探讨地理隔离或扩散在形成鮈亚科鱼类多样性空间格局的主要成因；结合地质学证据以及古气候信息，揭示我国东部入海河流中鮈亚科鱼类的谱系地理格局及其主要驱动因子。使用气候生态位模型重建姊妹种的分布区并比较分布区重叠度，揭示物种形成的主要模式及决定因素。通过测试属间分布区大小、气候生态位进化以及小生境与分化速率或形态进化速率之间的关系，揭示鮈亚科鱼类属间物种多样性差异与表型进化的形成机制。本项目将不仅为鮈亚科鱼类保护提供科学依据，并将推进淡水鱼类多样性起源与维持的成因研究。

鮈科鱼类分类存在不少的争议，大部分属的系统发育关系与生物地理学的研究也仅涉及少数种或有限地区的工作。因此，进一步开展鮈科鱼类的物种界定、系统发育关系、历史生物地理学以及谱系地理学的研究有助于深入理解该类群的物种分化过程以及种内谱系分化的成因。本研究主要包括3方面内容：1）鮈科鱼类亚科与属的分类订正与系统发育关系；2）12个属的物种界定、系统发育关系与生物地理学；3）我国鮈科22种鱼类的谱系地理格局与成因。. 基于分子数据和形态数据，结合地质历史和古气候信息。本研究主要取得以下成果：1）对鮈科鱼类属的分类系统进行了订正，新建立1亚科6新属，新结合3个属，基于重新确认的共有衍征建立了鮈科鱼类亚科和属的新检索表。鮈科鱼类包括3亚科30个属232个有效种，其中分布在我国的鮈科鱼类共141种，含未描述的10种。2）清楚地解析了鮈科属间的系统发育关系。3）对12个属的物种进行了清晰界定并解析了种间系统发育关系。揭示中新世至更新世的东亚边缘海的构造活动、晚中新世以来东亚季风的增强、晚上新世和早更新世对马海峡的开关以及更新世的河流袭夺和气候振荡是各属鱼类物种分化的主要驱动力。4）系统地揭示了鮈科22种鱼类的谱系地理格局。其中，南方水系鱼类谱系地理格局的主要驱动力为上新世和更新世的气候变化、河流袭夺以及物种较弱的扩散能力；长江上游鱼类谱系地理格局的主要驱动力为更新世的气候变化；北方水系鱼类谱系地理格局的主要驱动力为上新世的气候变化和中更新世的河流袭夺。取得的研究成果对于鮈科鱼类的分类鉴定、理解东亚地区淡水鱼类地理分布格局的形成历史以及我国东部入海河流淡水鱼类遗传多样性分化的主要成因具有重要的科学意义。