南部温带对热带安第斯生物多样性的贡献：基于Weinmannia（Cunoniaceae）系统发育的解析

本研究通过2bRAD测序技术构建了Weinmannia属的时间校准系统发育树，揭示了该属起源于南半球温带并通过安第斯造山运动向热带扩散的路径。研究发现，年轻分支向赤道纬度梯度分布，且气候生态位保守性显著，为理解热带安第斯超多样性的多源移民机制提供了关键证据，成果发表于《Molecular Phylogenetics and Evolution》。

　　

热带安第斯山脉是地球上生物多样性最丰富的地区之一，但其年轻的年龄（晚中新世至今<11 Ma）与超高多样性的形成机制仍是未解之谜。传统观点认为热带是“物种泵”，但近年研究发现，温带起源的类群可能通过安第斯造山形成的气候走廊向赤道迁移，贡献了未知的多样性。然而，中高海拔森林类群的起源路径研究仍存在空白。

为解答这一问题，由Ricardo A. Segovia领衔的国际团队以安第斯森林关键树种Weinmannia（Cunoniaceae科）为模型，通过大规模采样（覆盖南美46/75-90种）和2bRAD测序（简化基因组测序技术）构建高分辨率系统发育树，结合生态位建模和祖先性状重建，揭示了该属从南温带向热带安第斯扩散的完整历程。

关键技术方法
研究采集了896份样本（含南美46种及印度洋Mascarene群岛2种），使用2bRAD-seq生成27,072 bp位点的数据集（752个位点），通过最大似然法构建系统发育树。采用化石校准估算分化时间，并利用环境变量（温度、降水等）进行生态位保守性检验。

研究结果

1. 系统发育结构

• 标本级系统发育树显示，南温带物种W. trichosperma位于基部，支持其作为现存所有美洲Weinmannia的姐妹群。
• 分支年龄与纬度呈显著负相关（r=-0.82, p<0.001），证实“南向北”扩散模式。

2. 生态位演化

• 祖先重建表明Weinmannia起源于冷凉气候（年均温<10°C），但现存物种跨越温带至热带（海拔1500-4000 m）。
• 热力学和水资源生态位保守性指数（Blomberg's K>0.8）显著，显示环境适应性强但核心生态位稳定。

3. 安第斯造山的影响

• 晚中新世安第斯抬升（<11 Ma）创造了中高海拔冷湿生境，为温带类群提供了“气候走廊”。
• 与热带起源类群（如Viburnum、Lupinus）的趋同进化，形成现代安第斯森林的多源超多样性。

结论与意义
该研究首次通过基因组数据证实Weinmannia的南温带起源假说，提出安第斯造山通过“环境十字路口”效应（Environmental Crossroads Hypothesis）整合了南北半球生物区系。其意义在于：

1. 挑战了“热带中心论”，表明温带贫乏区可能是超多样性的隐性贡献者；
2. 为理解安第斯中海拔森林（全球生物多样性热点）的组装机制提供了新范式；
3. 暗示南极化石记录（如古新世Cunoniaceae）与现存分布的联系，需结合古气候模型进一步验证。

研究由智利生态与生物多样性研究所（IEB）等机构合作完成，成果对全球山地生物多样性保护具有指导价值。