金建华教授团队通过大化石证据和物种分布模型在低纬度地区耐寒植物的冰期扩张研究中取得新进展

      第四纪尤其是末次冰期以来的剧烈气候波动，对现代动植物群的分布产生了深远的影响。深入探索这一影响不仅有利于更好地重建过去，而且可为当今全球变化背景下的气候预测和植物多样性保护提供重要的数据支撑。以往的研究表明，第四纪冰期导致北半球大量物种分布缩小甚至灭绝，但耐寒物种可能因此扩张，然而这种发生冰期扩张的植物主要分布在中高纬度地区，迄今尚未有低纬度地区植物存在冰期扩张的化石证据.

      2023白菜网址官网大全金建华教授牵头，与中科院西双版纳热带植物园、南非约翰内斯堡大学等合作，近期在广东茂名盆地晚更新世（29–27 ka BP, 33–30 ka cal. BP）地层中发现了“木乃伊化”保存的耐寒植物华山松木化石。现生华山松主要分布于我国中部至西南部的秦岭、大巴山和云贵高原等地区，台湾有一变种（台湾果松）。茂名木化石的发现表明华山松这一耐寒植物在末次冰期曾扩张至华南低纬度地区，这是低纬度地区植物发生冰期扩张的首个大化石证据。研究者同时还运用基于Biomod2物种分布模型，模拟了末次冰期以来华山松潜在分布区的变化，通过对比不同古气候数据结果（基于化石最近亲缘种的共存因子分析法以及Oscillayers和WorldClim数据库），分析了末次冰期以来华南低纬度地区气候变化以及导致华山松从该区消失的主要气候因子。研究结果表明，华山松的潜在分布区在末次冰期（30 ka和20 ka）明显向东南部发生了扩张，并延伸至华南低纬度地区，随后间冰期-全新世（6 ka和0 ka）又快速收缩。这一现象产生的主要原因可能是末次冰期以来华南低纬度地区冬季温度以及平均气温日较差的变化，影响了华山松的种子繁殖。

A.华山松现代分布（黑点）和化石产地（五角星）；B.化石产地地层剖面及华山松木化石；C-E.华山松木化石解剖结构；F-I.模拟显示3万年以来华山松的分布；F.3万年前（30 ka）华山松的潜在分布区；G.2万年前（20 ka）华山松的潜在分布区；H, 6千年前（6 ka）华山松的潜在分布区；I.华山松现代分布区；J.末次冰期以来华山松在不同经纬度上潜在分布区的变化。比例尺：C, 200 μm; D, 100 μm; E, 20 μm。

       这项研究首次通过大化石证据和物种分布模型验证了华山松在第四纪冰期向低纬度明显扩张，表明冰期气候深刻影响了低纬度地区植物的分布。华山松这一冰期扩张-间冰期收缩的气候响应模式可能同样适用于其他亚热带-热带地区的耐寒生物，研究成果对深入理解低纬度地区生物如何响应第四纪气候变化以及科学指导当今全球气候变化背景下生物多样性的保护等都具有重要的意义。

      上述成果近期发表在《国家科学评论》（National Science Review, NSR）。600全讯白菜官方网站为第一作者单位。本研究得到国家自然科学基金项目（42102004, 42072020）资助。

原文链接：

https://doi.org/10.1093/nsr/nwad038

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本院

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