摘要
解析物种多样性的演化关系和时空演化模式是生物学关注的科学问题。东洋区横跨多个全球生物多样性热点地区，多样的地质气候环境深刻影响了物种多样性的演化。然而，由于该地区地理范围尺度大，物种分化复杂，其生物多样性形成机制研究相对较少，存在挑战。角蟾亚科是东洋区的特有类群，具有多样性丰富且独特的形态性状，分布范围广，是揭示东洋区丰富多样性格局形成机制的理想材料。角蟾亚科已知134种，其中，分布范围位于中国的物种有近一半。目前，缺乏囊括角蟾亚科各主要分布区和进化支系的整合系统发育研究；角蟾亚科部分物种的系统发育位置还未确定，其次，角蟾亚科还有多少未定种未被正式描述及其系统发育位置，还不清楚。此外，角蟾亚科物种多样性的起源演化，生物地理过程和关键影响因素还有待深入探讨。因此，本研究以东洋区广泛分布的角蟾亚科物种为主要研究对象，基于系统发育学，并结合生物地理学，古生物学和气候学等手段，探究其演化关系，时空格局的演化过程及驱动因素。 为了解决上述问题，首先，本研究整合了角蟾亚科已发表的分子数据，以生成完整的角蟾亚科系统发育框架。另外，由于“Megophrys”feii和“Megophrys”dingi的系统发育位置还不确定，因此，本研究对它们进行了样本搜集。根据最新的分类学和系统发育研究，本研究对GenBank数据库数据进行了物种筛选，优先筛选模式产地以及临近模式产地的物种，总共获得了角蟾亚科132个已知物种数据，鉴别出14个未定种还未被描述，囊括了13个基因。其次，利用多基因数据的联合分析，重建了角蟾亚科较为全面的系统发育关系；基于系统发育关系的结果，进行分歧时间估算以及角蟾亚科的生物地理过程分析。接着，基于生物地理重建结果，探究本地物种分化事件和扩散事件等生物地理事件对角蟾亚科物种演化的影响。最后，对角蟾亚科物种多样性分化的环境影响因素进行研究。主要研究结果如下： (1)系统发育结果确定了“Megophrys”dingi和“Megophrys”feii的系统发育位置，分别属于砂角蟾属Sarawakiphrys和靖角蟾属Jingophrys。线粒体基因和核基因存在部分冲突。结果显示角蟾亚科包含2大支系(A和B)，并进一步细分成10个主要分支。其中，支系A包含短腿蟾属Brachytarsophrys和无耳蟾属Atympanophrys，剩余8个主要分支属于支系B。支系B又包含两个亚支系(B1和B2)：支系B1局限分布在巽他古陆，包含角蟾属Megophrys，地角蟾属Pelobatrachus和砂角蟾属Sarawakiphrys；支系B2主要分布在亚洲内陆，包含异角蟾属Xenophrys，拟角蟾属Ophryophryne，布角蟾属Boulenophrys，半岛角蟾属Grillitschia和靖角蟾属Jingophrys。 (2)使用多个化石校准点和二次校准点进行分化时间的推断。不同的校准点策略得到相似的结果，提示了时间估算的稳定性。结果表明角蟾亚科的起源时间为31.34Ma(95％置信区间：13.5-40.06Ma)，角蟾亚科主要支系出现的时间是24.81Ma到7.59Ma之间。角蟾亚科在渐新世时期起源于中南半岛和巽他古陆，随后向外扩散到喜马拉雅山区、横断山区和中国南方，揭示渐新世时期青藏高原的隆升造成的地形异质性影响了角蟾亚科的多样化模式。在所有生物地理事件中，本地物种分化和扩散事件均有影响，但本地物种分化事件的影响明显更高。结果表明中南半岛不仅是角蟾亚科早期的避难所，也是后期的分化中心和扩散中心，提示中南半岛是角蟾亚科物种多样化的关键地理区域。 (3)宏进化分析揭示角蟾亚科的物种分化具有较高的初始物种形成率和物种净分化速率，随后物种形成率和物种净分化速率逐步下降，灭绝率几乎维持不变，符合“适应性辐射”模式；另外，大灭绝事件分析表明在渐新世晚期(~30Ma)检测到一个大灭绝事件；此外，结果发现角蟾亚科的演化历史受到古温度和东亚季风变化的影响，因为物种形成率分别与古温度和东亚季风呈正相关，从而揭示这些古气候作为关键环境因素，影响了角蟾亚科的物种分化。 本研究提供了一个较为完整的角蟾亚科系统发育框架，揭示了角蟾亚科的时空演化历史及其关键影响因素，为研究东洋区其他广布类群的多样性演化和保护提供了有益参考。
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