[论文解读] Intérêts et limites de l'approche moléculaire pour aborder la biogéographie et la spéciation : l'exemple de quelques Mammifères d'Afrique tropicale

Sophie Quérouil|ArXiv.org|Mar 23, 2007

Evolution and Paleontology Studies参考文献 364被引用 7

一句话总结

本研究利用非洲热带哺乳动物（灵猫型总科、啮齿目、灵长目）的线粒体DNA，评估了分子生物地理学与物种形成的方法。研究发现，晚中新世至更新世的地理隔离事件驱动了小型哺乳动物的遗传分化，而疣猴亚科灵长类的异域物种形成则受到中新世和早上新世地质变化的影响，支持了庇护所假说，同时不排除河流或古地理屏障的作用。

ABSTRACT

We attempted to test biogeographic hypotheses proposed for the evolution of tropical faunas using mitochondrial DNA sequences of selected African mammalian taxa (Insectivora, Rodentia and Primates). 1/ we constructed a molecular phylogeny of taxa in order to ascertain their monophyly and calibrate a molecular clock; 2/ we analysed and compared the phylogeographic patterns of five forest-dwelling taxa; 3/ we evaluated the evolutionary processes potentially involved in the speciation of cercopithecine Primates. Phylogenetic results confirm that gene history is not necessarily the same as organism history. Phylogeographic analyses reveal distinct patterns for each model species, suggesting differences in initial distributions or different responses to the same events. They indicate a role of Plio-Pleistocene vicariance events in the intra-specific diversification of small mammals. Thus, genetic divergence would be much older than the last glacial cycles. In cercopithecine Primates, speciation would have been predominantly allopatric and driven by Miocene and Pliocene vicariance events. Altogether, results give support to the refuge hypothesis, without excluding the riverine barrier nor the paleogrographic ones. They emphasize the role of paleo-ecological changes in generating diversity and of the main riverine barriers in shaping the present distribution of that diversity.

研究动机与目标

• 利用分子数据检验非洲热带动物群的生物地理假说。
• 评估基因树是否反映非洲哺乳动物类群的生物体进化历史。
• 比较五种森林栖息哺乳动物的系统地理模式。
• 评估地理隔离与环境变化在疣猴亚科灵长类物种形成中的作用。
• 确定古生态变化与河流屏障对当前物种分布的相对贡献。

提出的方法

• 利用线粒体DNA序列构建分子系统发育树，以评估所选类群的单系性。
• 使用化石或地质分化时间估计值校准分子钟。
• 分析五种森林栖息哺乳动物的系统地理模式，以比较谱系分化与分布变化。
• 追溯遗传分化时间，推断物种形成事件的时间与气候和地质变化的关系。
• 评估更新世气候波动与河流屏障在谱系隔离中的作用。
• 将结果与庇护所假说及替代模型（如河流屏障、古地理变化）相结合。

实验结果

研究问题

• RQ1 线粒体DNA系统发育树在多大程度上反映了非洲热带哺乳动物的真实进化历史？
• RQ2 在共同环境事件的影响下，五种森林栖息哺乳动物类群的系统地理模式有何差异？
• RQ3 与最近一次冰川周期相比，小型哺乳动物的遗传分化时间及其机制是什么？
• RQ4 中新世与更新世的地理隔离事件在多大程度上驱动了疣猴亚科灵长类的物种形成？
• RQ5 古生态变化与河流屏障如何共同影响非洲热带哺乳动物当前的物种分布？

主要发现

• 基因树并不总是反映生物体的历史，表明遗传谱系与物种谱系之间可能存在不一致。
• 五种森林栖息类群的系统地理模式存在显著差异，表明其对环境变化的历史响应各不相同。
• 小型哺乳动物的遗传分化早于最近一次冰川周期，表明更新世的地理隔离事件是种内多样化的主要驱动力。
• 疣猴亚科灵长类的物种形成主要为异域模式，与中新世和更新世的地质与气候变化密切相关。
• 研究结果支持庇护所假说作为理解多样化过程的框架，但河流屏障与古地理屏障也发挥了重要作用。
• 古生态变化与主要河流系统是塑造非洲热带哺乳动物多样性当前分布与遗传结构的关键因素。