近日,國際學(xué)術(shù)權(quán)威期刊PNAS (IF=9.661)在線發(fā)表了生命科學(xué)學(xué)院張鵬教授課題組的最新研究成果“Phylogenomics reveals rapid, simultaneous diversification of three major clades of Gondwanan frogs at the Cretaceous–Paleogene boundary”(論文地址:http://www.pnas.org/content/early/2017/06/26/1704632114.full)。該論文揭示了導(dǎo)致恐龍滅絕的白堊紀(jì)生物大滅絕事件對現(xiàn)生蛙類兩棲動物進(jìn)化歷史的影響,研究成果得到BBC、新華社等主流媒體的關(guān)注和報道。生科院張鵬教授是論文的通訊作者,博士生封彥杰和梁丹老師分別為該論文的第一及第三作者。
在距今6500萬年前的白堊紀(jì)末期, 發(fā)生了地球史上一次著名的生物大滅絕事件,約三分之一的科屬、75%--80%的物種滅絕,其中包括當(dāng)時在地球上處于霸主地位的恐龍及其同類。該滅絕事件最大的影響一般認(rèn)為在于為哺乳動物及人類的最后登場提供了契機(jī)。蛙類兩棲動物是陸生脊椎動物中物種數(shù)量最多的類群之一,目前已被發(fā)現(xiàn)的物種超過6600多個,物種數(shù)量比我們所熟知的哺乳綱動物的物種數(shù)量總和還要多。長期以來,動物學(xué)家都認(rèn)為蛙類起源于2.5億年前的早三疊紀(jì)時期,其豐富的物種多樣性是長期進(jìn)化積累的結(jié)果,白堊紀(jì)末期的生物大滅絕事件并沒有對蛙類的演化歷史產(chǎn)生顯著的影響。
張鵬教授課題組通過與美國學(xué)者的合作,收集了全球164個蛙類物種標(biāo)本,包含了80%的現(xiàn)生蛙類動物科級分類單元。通過對這些蛙類樣本中95個核基因分子標(biāo)記的分析,張鵬教授課題組發(fā)現(xiàn):(1)現(xiàn)生蛙類起源于2.1億年前的三疊紀(jì)末期,糾正了早期研究因包含線粒體基因數(shù)據(jù)而對蛙類起源時間估算偏大的問題;(2)三個主要現(xiàn)生蛙類動物群類(包含了超過88%的現(xiàn)生蛙類物種):雨蛙超科(Hyloidea)、蛙超科(Natatanura)、姬蛙科(Microhylidae),在白堊紀(jì)末期同時經(jīng)歷了爆發(fā)性的物種分化過程,提示大量生物消亡后遺留下的生態(tài)位空缺推動了現(xiàn)生蛙類物種多樣性的產(chǎn)生;(3)大滅絕事件對樹棲型蛙類物種的影響要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于對其他棲息類型蛙類的影響,這與白堊紀(jì)末期大滅絕事件摧毀了大部分森林的推斷吻合。這些結(jié)果強(qiáng)烈的表明,導(dǎo)致了恐龍消亡的白堊紀(jì)大滅絕事件,對蛙類兩棲動物的演化也產(chǎn)生了重要的影響。這一發(fā)現(xiàn)從兩棲動物的角度,為白堊紀(jì)大滅絕事件對全球生物演化的影響提供了新的證據(jù),進(jìn)一步支持了“大滅絕后大爆發(fā)”的現(xiàn)代進(jìn)化學(xué)說,具有重要的科學(xué)意義。

該課題研究獲得了中組部“青年拔尖人才計劃”、國家自然科學(xué)基金委“優(yōu)秀青年基金”項(xiàng)目的資助。張鵬教授課題組一直致力于動物分子系統(tǒng)學(xué)的研究,圍繞脊椎動物主干生命樹這一重要研究方向開展研究,取得多項(xiàng)創(chuàng)新性研究成果,近5年來在包括Mol Biol Evol、Syst Biol、PNAS等國際進(jìn)化生物學(xué)著名刊物上發(fā)表多篇研究論文。