黄腹柳莺种组的物种分化和演化：基于形态、鸣声和遗传的分析

The relationship between the geological environmental variance in the Quaternary and the speciation and evolution is one of the hotspot of the today's research field. The uplift of Qinghai-Tibetan Plateau and the glacier in Quaternary had a great effect on the speciation, evolution and distribution pattern of animals in Qinghai-Tibetan Plateau. The evolutionary biologists always put more concern on the process of the formation and evolution of the fauna of Qinghai-Tibetan Plateau. Phylloscopus affinis complex is a group of closely related species with similar appearance and different song, and formed a ring-shaped distributional pattern aroud the margin of the Qinghai-Tibetan Plateau. By using the technology and methods of bioacoustics and molecular genetics, we will compare the variations among the morphology, song and genetics of this complex along the ring-shaped range, and reveal the effect of the isolated-distance on the song and genetics, and clarify the inherent relationship among morphology, song divergence and genetic introgression in different population. Meanwhile, the genetic divergence and the phylogeography of this complex will be studied. We will also discuss the relationship between the extant ring-shaped distributional pattern of the complex and the uplift of Qinghai-Tibetan Plateau and the glacier in Quaternary by combining with the achievement in paleontology and ancient geology. This project will be important to understand the process of speciation and evolution, and be beneficial to the biological species limits in the Phylloscopus affinis complex.

第四纪地质环境变迁与物种形成与演化的关系问题是当今热点研究领域之一。青藏高原隆升和第四纪冰川，使欧亚大陆的地质与气候发生了深刻变化，对青藏高原的物种形成与演化以及分布格局都产生了重大影响，历来受到进化生物学家的关注。黄腹柳莺种组形态相似而鸣声不同，姊妹种间依序围绕青藏高原边缘呈环形分布。本项目以该种组鸟类作为研究对象，应用生物声学和分子遗传学的技术和方法，通过环形分布链上不同地理种群的形态、鸣声和遗传差异的相互比较，揭示空间距离对其形态和鸣声的影响及地理变异规律，阐明其与基因渗入的内在联系。与此同时，构建其系统发生树，追溯其物种分化和演化历史，并结合古生物学、古地质学的研究成果，深入探讨黄腹柳莺种组环状分布格局与青藏高原隆起和第四纪冰川的关系。对于进一步深刻理解物种的形成和演化过程具有重要意义，也可为基于生物种概念的黄腹柳莺种组的种界划分提供依据。

物种的形成与演化问题一直是进化生物学领域的研究热点。本研究以黄腹柳莺种组鸟类作为研究对象，应用生物声学和分子遗传学的技术和方法，通过研究比较环形分布链上不同地理种群在形态、鸣声和遗传方面的差异，揭示各姊妹种间形态和鸣声的地理变异规律，深入探讨黄腹柳莺种组物种形成和演化的过程和模式及其与青藏高原隆起的关系，取得的主要结果如下：.1、地理分布数据显示华西柳莺与黄腹柳莺的分布区与中国动物地理区划中青藏区的青海藏南亚区相重叠，而灰柳莺的分布区则与蒙新区的天山山地亚区相重叠；西藏色季拉山一带很可能是华西柳莺和黄腹柳莺的交界分布区。.2、基于线粒体的系统发生树显示，三个独立分支分别与该种组的三种柳莺相对应；分化时间和遗传距离显示黄腹柳莺与华西柳莺的亲缘关系最近，而灰柳莺与这两种柳莺之间的关系则较远。.3、基于121号标本6种形态变量的多元统计分析结果显示，灰柳莺的体型明显大于华西柳莺和黄腹柳莺，而后两者间的体型特征没有明显差异。黄腹柳莺种组的体型大小随着纬度的增加有变大的趋势，符合贝格曼规律；而随海拔的升高，则有明显变小的趋势，与阿伦规律相符。.4、鸣声地理变异分析结果显示，三种柳莺的鸣声结构相似，但在鸣唱句型存在明显差异，黄腹柳莺的鸣声频率最高、语速最快，灰柳莺的鸣声频率最低、语速最慢，华西柳莺则居中。判别分析结果进一步显示灰柳莺在鸣声方面与华西柳莺和黄腹柳莺能够完全区分，华西柳莺与黄腹柳莺存在不完全的分化；灰柳莺只有极少量的音节类型与黄腹柳莺共享，而黄腹柳莺与华西柳莺则有多种音节类型共享；音节类型相似性的聚类分析结果支持所有灰柳莺个体独立聚为一支，大多数黄腹柳莺个体与少数华西柳莺个体聚为一支，大多数华西柳莺个体与少数黄腹柳莺个体聚为另外一支。