青藏高原鱼类多样性起源演化与环境变化关系的研究

气候变化是国际社会普遍关注的重大全球性问题，了解过去气候环境变化对预测未来气候环境具有非常重要的作用。本项目以青藏高原重要生物类群- - 裂腹鱼类为研究对象，采用形态学、生态学、分子系统学和生物地理学等研究方法，系统地研究裂腹鱼类的历史生物地理学、羌塘高原湖泊鱼类遗传结构和物种分化机制以及裂腹鱼类对高原环境的生态适应性；结合现生类群栖息的气候环境条件、古生物学和地质资料，分析青藏高原生物类群多样性演化规律与高原隆起时空过程；探讨高原内陆湖泊环境演变历史以及高原鱼类生态适应与环境变化联系；从历史生物地理学和生态生物地理学阐明高原鱼类多样性起源演化与环境变化关系，揭示晚新生代青藏高原这一重大地质事件和环境效应。

裂腹鱼类多样性起源演化是与青藏高原阶段性隆起所导致的气候环境变化相关的生物事件。青藏高原和裂腹鱼类为认识地质历史和气候变化对生物分布格局和演化的影响，以及生物对环境的适应提供了一个难得的“研究系统”。本项目从裂腹鱼类分子系统发育与历史生物地理学、重点地区谱系地理学、种内和种间生活史特征及适应性三个方面，对裂腹鱼类多样性起源演化与青藏高原环境变化关系进行了系统的研究和分析。.分子系统学的研究表明裂腹鱼类不是一个单系类群。裂腹鱼属与分布于云贵高原水体的鲈鲤属互为姐妹群，而特化—高度特化类群与分布于中亚、地中海地区的鲃属互为姐妹群。分子估计的分化时间和谱系多样化率分析表明发生于晚渐始新副特提斯海退出塔里木盆地、晚渐新世早中新世重大地质事件和亚洲季风出现以及中中新世全球气候变冷和亚洲季风增强三个区域性和全球性气候事件对腹鱼类的演化可能起了决定性作用。虽然裂腹鱼类具有较早的起源历史，但是其谱系快速多样化的过程主要发生在晚上新世到晚更新世。.比较谱系地理学的研究表明，由于进化历史、生态习性和生活史特征的差异，裂腹鱼类表现出完全不同的谱系地理结构。第四纪以来的重要气候事件对所分析的11种和亚种鱼类谱系地理结构均产生了显著影响。藏北湖泊裂腹鱼类种群扩张的时间和最大增长率时期与高原处于气候温暖、湖泊高水位的时期相一致，也与亚洲季风的增强时期相一致。.色林错裸鲤早期生活史的特征研究表明，仔稚鱼在早期生长、摄食选择、越冬死亡率等方面均体现出与高原环境相适应的生态学机制。色林错裸鲤繁殖高峰在冰雪融化的春季，对产卵场要求不严格，充分利用了有限的适合繁殖活动的时间和空间，是对高原干旱环境和河流水文特征的适应。因此，最大限度地保证了繁育后代和仔鱼在第一年的生长季节的长度。色林错裸鲤性成熟群体的生长受到区域和全球气候因子的影响，其年生长对生长季节的环境尤为敏感。相关分析表明较高的气温和较少的年积雪天数有利于鱼类的年生长。全球性太平洋涛动指数（PDO）与鱼类的生长呈显著的负相关。种间和种内生活史特征变化研究表明，不同地区的气候差异对于裂腹鱼类的生活史特征具有重要影响。裂腹鱼类通过改变体长、寿命和性比等生活史特性适应不同的栖息环境的生态适应机制，使得裂腹鱼类能够适应高原多变的极端环境，并形成了现在这样一个占有特殊分布区的高度多样化的特殊类群。