Current Biology | 中科院植物所陈之端团队揭示马达加斯加维管植物多样性热点和特有中心空间异质性

责编 | 王一

2024年3月8日，中国科学院植物研究所陈之端研究员领衔的植物大数据与生物多样性保护研究团队与合作者在Current Biology上发表了题为“Spatial heterogeneity of neo- and paleo-endemism for plants in Madagascar”的研究论文。该研究基于多年野外调查和材料收集，重建了马达加斯加维管植物生命之树，结合物种分布数据，全面评估了其维管植物多样性热点和特有中心的空间异质性，并识别出6个长期被忽视的保护空缺，为从更多维度保护马达加斯加生物多样性提供了科学依据。

尽管人们早已认识到保护生物多样性的重要性和紧迫性，但确定哪些区域急需优先保护并不容易。已有研究表明，物种丰富度高的地区并不总与特有性或进化历史热点区域一致。因此，多维度全面评估生物多样性的空间异质性并据此识别优先保护地，对于利用有限资源提高保护成效至关重要。

马达加斯加是世界第四大岛，拥有干旱森林、湿润森林、多刺森林和草原-林地交错区等丰富的植被类型，是全球最重要的生物多样性热点之一。由于长期与临近大陆隔离，马达加斯加的生物类群演化相对独立，形成了高度的特有性。据估计，约有80%以上的维管植物物种都是该岛独有的。但是，全球气候变化、农耕活动无序扩张和自然资源过度开发，给马达加斯加的生物多样性带来了前所未有的压力。

图1：马达加斯加植被分区（A.干旱森林；B.湿润森林；C.多刺森林、D.草原-林地交错区）和导致生物多样性丧失的主要人为因素

研究团队与合作者基于多年野外调查和材料收集，重建了马达加斯加维管植物生命之树，涵盖1621属、3950种，属、种占比分别达到该岛维管植物总数的93%、33%。研究发现，马达加斯加特有属主要集中分布在多个具有较高丰富度和系统发生多样性的支系，且大多数特有属（69%）起源于早中新世之后。

图2：马达加斯加维管植物生命之树简化树及各目的丰富度、特有性和系统发生多样性

结合物种分布数据，研究人员进一步评估了马达加斯加生物多样性热点和特有中心的空间异质性。基于类群丰富度、类群特有性、系统发生多样性等指标，研究人员发现，马达加斯加维管植物多样性在空间分布上是不均匀的，热点主要集中在北部、东部和东南部湿润森林。基于系统发生的新、古特有分类分析表明，古特有中心集中分布在东部、中部的湿润和半湿润地区，而新特有中心则集中在西部和南部的干旱多刺森林。对各植被区特有属的统计分析表明，东部和中部古特有属的比例较高，而西部和南部新特有属占比更高，进一步支持马达加斯加维管植物新、古特有中心空间分布的异质性。

最后，研究人员将多样性热点、特有中心与现有保护地进行叠加分析，在马达加斯加西部和南部发现6个长期被忽视的保护空缺区域。本研究认为马达加斯加西部和南部干旱、半干旱地区在孕育和维持新特有类群方面具有重要作用，为更新马达加斯加生物多样性保护方案提供了新视角。

图3：马达加斯加维管植物多样性热点、特有性中心和保护空缺

该研究由中国、马达加斯加、澳大利亚、英国学者合作完成，中国科学院植物研究所博士研究生Wyckliffe Omondi Omollo为第一作者，鲁丽敏研究员、刘冰副研究员为共同通讯作者。本项工作得到了国家自然科学基金、中国科学院中-非联合研究中心重点部署项目、中国科学院青年创新促进会等项目资助。

论文链接：

https://doi.org/10.1016/j.cub.2024.02.023