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研究揭示被子植物種子擴散方式的演化歷史與全球分布格局

2026年02月13日 華南植物園
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被子植物在長期演化過程中發展出了多樣的果實和種子形態,形成了不同的種子擴散方式,如動物擴散、風力擴散、水力擴散和自體擴散等。這些擴散方式在傳播距離、生境偏好,以及與其他生物的相互作用方面均存在明顯差異,反映了被子植物對不同生態條件的適應策略,并深刻影響了其多樣化過程與當前地理分布格局。但不同擴散方式對被子植物物種分化有何影響等問題,仍有待解答。

近日,中國科學院華南植物園研究團隊,整合了全球約3.5萬種被子植物的種子擴散方式、系統發育關系,以及地理分布坐標數據,系統探討了被子植物種子擴散方式的歷史演化動態、全球分布格局、環境驅動因素,并評估了種子擴散方式對被子植物多樣化速率的影響。

從時間動態來看,在晚白堊世早期(約105Ma至80Ma),動物擴散譜系比例明顯上升,而自始新世以來,其相對比例有所下降。與此同時,從非生物擴散方式(風力擴散、水力擴散與自體擴散)向生物擴散方式(動物擴散)的轉變速率,在105Ma后總體呈上升趨勢,并與古氣候變化表現出動態相關關系:在105Ma至90Ma期間,隨著全球平均氣溫升高,該轉變速率與古氣溫呈正相關;而在此之后,隨著全球氣溫逐步下降,其相關關系轉為負相關。研究并未發現種子擴散方式對被子植物整體多樣化速率的影響。

在空間分布上,種子擴散方式呈現明顯的緯度梯度格局:動物擴散在低緯度地區更為常見,其比例隨緯度升高逐漸降低;相反,自體擴散比例隨緯度升高明顯增加。這一緯度梯度主要受年均溫和年降水的共同驅動。研究進一步發現,動物擴散和風力擴散的比例,與末次盛冰期以來的溫度變化呈正相關,這表明長距離擴散方式,在經歷較強氣候波動的地區或更具優勢。

研究結果表明,被子植物的祖先擴散方式,主要為動物擴散或自體擴散。在擴散方式的演化轉變過程中,不同擴散方式間的轉變速率存在差異,其中以水力擴散向其他擴散方式的轉變速率最高。

該研究系統揭示了被子植物擴散方式的長期演化動態及其全球地理分布,突出了溫度變化在塑造種子擴散方式時空格局中的關鍵作用。這為理解被子植物多樣性格局及其形成機制提供了新視角,也為預測植物在未來氣候變化情景下的分布響應提供了重要的科學基礎。

相關研究成果發表在《新植物學家》(New Phytologist)上。

被子植物不同種子擴散方式之間的演化轉變速率

打印 責任編輯:曹旸

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