骨鳔鱼类多样性格局形成机制研究

Ostariophysi is the second largest superorder in the teleosti and this lineage includes 63 famlies, 1068 genera, 72% of the freshwater fish and distribute in all continents except for Antarctica, this lineage is a good model for study the diversity pattern and biogeography. By now, the phylogenetic relationship within Ostariophysi have been controversial. In this project, we want to choose the representatives of every order, based on the miochoondrial genomes and nuclear genes, by using the priciple and method of biogeography, molecular systematic and the geological events, fossil recorders, paleoclimate, we aim to exploring (1) the robust phylogenetic relationship within Ostariophysi; (2) the evoluitonary pattern of codon usage of mitochondrial genomes and nuclear genes; (3) the pattern of diversity of Ostariophysi; (4) the relationship between the evolution of mitchondrial genomes and the pattern of diversity of Ostariophysi. This project have significantly importance to the theory and practical significance and will promote the understanding of the phylogenetic relationship within Ostariophysi, the pattern of diversity of Ostariophysi, the relationship between the evolution of mitchondrial genomes and the pattern of diversity of Ostariophysi.

骨鳔鱼类（Ostariophysi）是真骨鱼中第二大总目，包括63科，1068属，占所有淡水鱼类72%，分布于除南极洲之外所有大陆。是探讨鱼类多样性格局及其分布的生物地理学过程的理想模型。但是关于骨鳔鱼类系统发育关系尚存在诸多争议。而建立在系统发育关系之上该类群起源和演化问题仍需增加物种覆盖和数据来进一步探讨。本项目拟基于骨鳔鱼类各个代表类群的线粒体基因组和核基因数据，运用生物地理学、生物信息学、分子系统学方法，结合现有地质历史、化石、古气候等资料，来探讨：（1）骨鳔鱼类代表类群系统发育关系；（2）骨鳔鱼类线粒体和核基因的密码子使用及进化规律；（3）骨鳔鱼类多样性格局；（4）骨鳔鱼类线粒体基因组进化与其类多样性格局的关系。该项目的对于更深入认识骨鳔鱼类系统发育关系、分化及多样性格局及其与重大地质事件(如大陆漂移等）之间关系具有重要理论和实践意义。

骨鳔鱼类（Ostariophysi）是真骨鱼中第二大总目，分布于除南极洲之外所有大陆。是探讨鱼类多样性格局及其分布的生物地理学过程的理想模型。但是关于骨鳔鱼类系统发育关系尚存在诸多争议。而建立在系统发育关系之上该类群起源和演化问题仍需增加物种覆盖和数据来进一步探讨。项目主持人前期工作曾探讨过该类群的系统发育关系，但物种的覆盖度及相应数据非常有限，本项目中选取了经过筛选的骨鳔鱼类及其近缘类群共761种，分别采用最大似然法和贝叶斯法构建骨鳔鱼类系统发育关系构建骨鳔鱼类系统发育关系，我们得到系统发育关系非常一致的骨鳔鱼类系统发育关系：结果表明脂鲤目（Characiformes）为非单系类群，分两个类群（Citharinoidei和Characoidei），且Citharinoidei和电鳗目（Gymnotiformes）先聚为一支，又和Characoidei聚为一支。鲇形目（Siluriformes）鱼类为脂鲤目+电鳗目的姐妹类群，鲤形目（Cypriniformes）更靠近基部。耳鳔系类群包括了脂鲤目，电鳗目，鲤形目和鲇形目。鲱形目与真骨鱼亚派构成姐妹类群，且聚为一支，鼠鱚目为其姐妹类群。（鲱形目+真骨鱼亚派）+鼠鱚目这一支是耳鳔系类群的姐妹群。基于13个化石标定点骨鳔鱼类分化时间的估算结果，我们认为骨鳔鱼类与其他鱼类的分歧时间约在125.63Ma（95%的置信区间为125.78-136.6Ma），处于白垩纪时期。鼠鱚目的分化时间大致在103Ma左右，鲤形目分化时间大致在112Ma，脂鲤目的分化时间在106Ma，而电鳗目与Citharinoidei的分化时间大致在95Ma，电鳗目的分化时间大致在77Ma，Characoidei类群的分化时间在97.85Ma，鲱形目的分化时间大致在110.67Ma。多样性格局分析支持骨鳔鱼类自起源分化以来，其多样性在持续升高，其谱系物种数量在持续上升，尤其是鲤形目，鲇形目等，这些结果部分验证了现有研究结果。该项目的对于更深入认识骨鳔鱼类系统发育关系、分化及多样性格局及其与重大地质事件(如大陆漂移等）之间关系具有重要理论和实践意义。