近日， 植物保护学院鳞翅学课题组成员与国内外同行在国际进化生物学TOP期刊Systematic Biology在线发表了题为“Rapid Evolution of Host Repertoire and Geographic Range in a Young and Diverse Genus of Montane Butterflies”的研究论文。
该研究以一类快速演化的山地蝴蝶—豆粉蝶属为研究对象，利用系统发育基因组学、生物地理学等研究方法重建了全球豆粉蝶属的系统发育框架（图1），推断了该属的起源演化时间、祖先分布范围、物种多样化速率，并结合网络理论和贝叶斯推断法探究了该类蝴蝶与其寄主植物的演化关系。结果显示豆粉蝶属的最近共同祖先起源于约350万年前，且很可能是地理上广泛分布的物种，其祖先主要通过地理范围扩张在全球不同区域多样化（图2）；该属在演化初期曾经历多样化爆发，随后至今其多样化速率呈指数下降，海拔因素可能并未影响其多样化（图3）；豆粉蝶属的祖先寄主为豆科黄芪属与三叶草属，后经寄主范围的拓宽与收缩事件广泛定殖到豆科及一些远缘科的植物上（图4）。
图1 豆粉蝶属系统发育树（左：Asteroid物种树；右：SNaQ杂交推断树）
图2 豆粉蝶属历史生物地理重建
图3 豆粉蝶属多样化速率转移与古多样性动态
图4 豆粉蝶属的寄主网络重建
该研究认为豆粉蝶属祖先物种的广泛分布为其种群隔离创造了条件，使其种群对包含不同寄主植物在内的各种生境产生了局部适应，从而导致了该属蝴蝶的多样化。在此情况下，海拔并非主要驱动力，但可能加速了因种群隔离而产生的多样化进程。该项工作对寄主演化、生物群系演化与生物地理演化之间的联系进行了研究方法上的探索，并为研究山地昆虫的快速分化提供了新视角。
博士研究生莫世芳（已毕业）、中山大学博士研究生朱耀威与瑞典农业大学Mariana P. Braga博士为共同第一作者。 王厚帅副教授、中山大学张鹏教授与生态环境部南京环境科学研究所马方舟研究员为共同通讯作者。 王敏教授、美国纽约市立学院David J. Lohman教授与Ashraf Moumou、瑞典斯德哥尔摩大学Sören Nylin教授与Christopher W. Wheat教授、瑞典隆德大学Niklas Wahlberg教授参与了该项研究。该研究得到了国家自然科学基金、全国蝴蝶多样性观测网络（China BON-Butterflies）等项目资助。
相关论文链接：https://doi.org/10.1093/sysbio/syae061。
文图/植物保护学院 王厚帅
