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　　果實是被子植物為繁衍自己與食果者互惠共贏的公平手段，也推動了人類文明從漁獵走向農(nóng)耕。在植物演化的歷程中，它們又何嘗不是攜帶著植物好奇而走向未知疆域的嫦娥號呢？  

　　果實是植物界進化到高級階段的產(chǎn)物，是被子植物特有的繁殖器官，承載植物希望與未來的種子包被其中，并為其生長發(fā)育保駕護航，促使被子植物繁衍成功率大幅提升，這是白堊紀晚期以來被子植物在地球植被中占據(jù)絕對優(yōu)勢的重要原因之一，也是被子植物多樣性大尺度地理分布格局的主要驅(qū)動力之一。對果實多樣性開展研究，特別是明晰果實顏色為何如此豐富多變，一直是植物學和生態(tài)學領(lǐng)域關(guān)注的熱點。過去，多數(shù)學者主要集中在通過生態(tài)學方法開展不同區(qū)域內(nèi)食果類動物果實顏色偏好的研究等方面，而果實顏色如何影響植物進化和分布格局這一問題尚未得到較好的解答。 

　　中國科學院昆明植物研究所植物多樣性與基因組學團隊李德銖研究員和植物多樣性演化和生態(tài)適應(yīng)團隊王紅研究員所領(lǐng)導的小組，通過與美國亞利桑那大學進化與生態(tài)學系、美國德克薩斯植物研究所等機構(gòu)合作，對環(huán)太平洋分布的單系類群杜鵑花科白珠樹族（Gaultherieae）280余種果實顏色類型開展了演化機制研究。以Fritsch等（2011）劃分的該族20個譜系單元為研究對象，通過分子鐘估算、祖先分布區(qū)重建、性狀演化分析、性狀—擴散模型分析，基于比較系統(tǒng)發(fā)育方法（Phylogenetic comparative methods，PCMs）性狀—物種分化速率耦聯(lián)分析，以及基于生態(tài)統(tǒng)計學性狀—性狀耦聯(lián)分析等多種進化生態(tài)學和生物地理學方法與技術(shù)路徑，解析了該族果實顏色類型、歷史擴散頻次、地理分布（海拔和緯度）、物種分化速率四者的關(guān)系，并量化了這四個變量相互之間的影響比例。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：不同果實顏色與歷史擴散頻次、地理分布、物種分化速率具有不同程度的顯著相關(guān)性。具有紅色果實的譜系多分布在高緯度和低海拔地區(qū)，其物種數(shù)量少，物種分化速率較低，但歷史擴散頻次較高，更容易進行遠距離傳播；而具有藍紫色果實的譜系，則多分布在低緯度和高海拔地區(qū)，其歷史擴散頻率較低，但物種數(shù)量多，物種分化速率較高，更趨向于在低緯度特別是熱帶山地就地物種分化。 

圖1 白珠樹族植物果實顏色的多樣性 

　　該研究利用系統(tǒng)發(fā)育學、進化生態(tài)學、生物地理學的綜合方法，首次在一個單系類群中揭示了果實顏色的演化規(guī)律和生態(tài)功能分化，并將果實顏色對擴散、地理分布、物種分化速率三者的影響進行了量化，解析了該類群的環(huán)太平洋分布格局成因。同時，從果實顏色演化的角度，驗證了由Wilson（1961）提出的“物種循環(huán)（taxon cycle）”假說，即物種分布區(qū)“擴張-收縮-新擴張”（expansion- contraction- shift）假說。這一假說認為，物種具有不同分工，一些負責拓殖到新的區(qū)域（擴張），一些負責就地物種分化（收縮），一段時間后再進行新一輪的拓殖（新擴張），形成了周期性的物種多樣化動態(tài)過程，并最終決定了很多類群大尺度地理分布格局。然而，這一假說具有很大爭議，雖然近年來物種循環(huán)在一些動物中被發(fā)現(xiàn)（如：加勒比海小安的列斯群島的鳥類），但成因及驅(qū)動因素尚不明確。本研究從與擴散事件相關(guān)的果實顏色上，在植物類群上為物種循環(huán)這種大尺度地理分布格局的形成方式找到了關(guān)鍵證據(jù)。 

　　近期，研究結(jié)果以“Why is fruit colour so variable? Phylogenetic analyses reveal relationships between fruit‐colour evolution, biogeography and diversification”為題在線發(fā)表于國際生態(tài)學和自然地理學領(lǐng)域的著名期刊Global Ecology and Biogeography上。陸露副研究員為論文第一作者，李德銖研究員為論文通訊作者。該項目主要得到中科院B類先導專項“大尺度區(qū)域生物多樣性格局與生命策略”（XDB31000000）和國家自然科學基金面上項目（41671052）的支持。 

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圖2 白珠樹族果實顏色在環(huán)太平洋大陸和島嶼之間的物種多樣化、擴散和演化模式