宽隙蛛属蜘蛛系统发育及洞穴宽隙蛛物种形成机制研究

Applicant's previous result revealed that Platocoelotes species are restrictly distributed in Yungui Plateau, especially cave-dwelling ones, are in the stage of vigorous differentiation, and the species in cave can be obviously separated from the ones in other habitats. The project intends to reconstruct phylogenetic relationships of the genus Platocoelotes based on morphologic and molecular data and make scientific inferences and explanation on origin and differentiation of Platocoelotes by the combination of molecular clock, geologic event and climate change, especially on mechanisms of speciation in cave-dwelling Platocoelotes species. Research shows most troglobite are surficial animal of relic species. Commonly, surficial animal make an evolution towards the direction of progressive, while troglobite towards the direction of regressive. The evolution process of troglobite and its adaptation process to particular surroundings can be applied to study on the origin of animals outside cave. Therefore, the genus platocoelotes is a perfect model or group which can be used to study speciation and differentiation of cave spiders. The history process of Platocoelotes may associate with the change of geologic environment. So, study on phylogenetic relationships of Platocoelotes and mechanisms of speciation in cave-dwelling Platocoelotes species may provide biological evidence for geologic event.

申请人前期研究结果揭示出局限分布于云贵高原的宽隙蛛，尤其是洞穴宽隙蛛，正处于旺盛的物种分化阶段，且洞穴与非洞穴种类在形态上明显分为两支。本项目拟从形态手段和分子手段重建宽隙蛛属蜘蛛系统发育关系，并结合分子钟估算、重要地质事件以及气候变迁等，对宽隙蛛的起源和分化尤其是洞穴宽隙蛛的形成机制作出推断和科学解释。有研究表明，大部分洞穴生物是过去广为分布的地表生物区系的孑遗类群。地表生物通常朝着进步性特征方向发展，而洞穴生物则朝着退化方向演化。洞穴生物的演化过程及其对特殊环境的适应过程，可以应用到对洞外生物物种起源的探索中。因此，洞穴与非洞穴种类并存、洞穴种类分化明显的宽隙蛛属是研究洞穴蜘蛛形成和分化的比较理想的模式类群。此外，宽隙蛛局限分布于云贵高原，宽隙蛛历史演化过程与地质环境的变化可能存在密切关系。研究宽隙蛛属系统发育关系及洞穴宽隙蛛起源和分化有可能为重大地质历史事件提供更多的生物学证据。

中国是隙蛛亚科蜘蛛的起源和分布中心，已记录种类几乎占到世界的一半。宽隙蛛属是隙蛛亚科中具有重要研究意义的属之一，宽隙蛛属蜘蛛分布比较集中，范围较窄。该属包括洞穴种类与非洞穴种类，洞穴宽隙蛛通常是洞穴蜘蛛中的优势类群，种类丰富。本项目经过4年持续的考察和采集，基本确认宽隙蛛在中国的分布主要集中在云贵高原及其周边。北至湘鄂边境，南至广西西北，西至云南东部，东边扩展稍远一直到湖南东部及湘赣边界（从世界范围看，东边一直扩展至日本）。本项目对广东、广西进行了多次考察，广东至今没有宽隙蛛物种的报道，宽隙蛛在广西的分布目前也仅限广西西北。湘鄂边境以东是宽隙蛛属蜘蛛潜在的分布区域。本项目对宽隙蛛属蜘蛛进行了系统发育分析，探讨了宽隙蛛种间关系及宽隙蛛属与漏斗蛛科其它部分类群的亲缘关系。依据系统发育树分析，中国宽隙蛛最早分出的一支是目前处在中国最东的分布于湘赣边界的一支，也是在中国宽隙蛛中离云贵高原最远距离的一支。此外，云南与贵州的物种相对来说亲缘关系较近。从选用的漏斗蛛下3个不同类群的外群情况看，宽隙蛛与Innermocloelotes关系最近，与Allagelena 关系最远，与Tegenaria的关系处于两者之间。明了中国宽隙蛛各物种间的亲缘关系，是今后研究宽隙蛛在世界分布格局的基础。隙蛛亚科分类地位早前异动比较多，一再在暗蛛科与漏斗蛛科之间来回异动，目前宽隙蛛被归属至漏斗蛛科。本研究中宽隙蛛与外群间的关系的初步研究，有助于进一步探讨漏斗蛛科各亚科间的亲缘关系。