非洲天空岛屿中的隐秘谱系：对 Afrocarduus（菊科）的分类学重新评估

《Journal of Systematics and Evolution》：Hidden lineages in the African Sky Islands: A taxonomic reevaluation of Afrocarduus (Compositae)

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　　在非洲的高山和高海拔地区，植物的分类与识别一直是一个复杂的挑战。这些区域的极端环境条件，如低温、剧烈的昼夜温差和强烈的太阳辐射，促使了植物在形态、生理和生态适应性方面的显著分化。此外，高海拔地区由于其独特的地理隔离和生态异质性，常常成为新物种的演化中心。然而，长期以来，对于一些植物群的分类存在较大的争议，尤其是在形态特征相似但基因分化明显的物种中。本文通过整合分子系统学和综合分类学方法，对一个名为Afrocarduus的植物属进行了深入研究，发现该属的多样性远超以往的分类标准，从而揭示了分类学上长期被低估的物种数量。

Afrocarduus属主要分布于东非的Afromontane和Afroalpine区域，其分类历史可追溯至19世纪。早期的分类学者如Fries和Kazmi曾提出多个物种的分类，但这些分类在后来的修订中被大幅简化，例如Jeffrey在2000年将其归为仅八个物种。然而，随着分子系统学技术的发展，研究者发现这些形态上看似相似的物种之间存在显著的遗传分化。通过使用Hyb-Seq技术对489个核位点进行分析，以及结合形态学、生态学和生物地理学数据，研究团队确认了Afrocarduus属中存在16个进化支系，其中16个得到了分子数据支持，并且每个进化支系都被视为一个独立的物种。此外，还描述了一个新物种Afrocarduus kazmii，这是从埃塞俄比亚南部的样本中发现的，具有独特的形态特征。

研究还发现，某些物种的分类存在争议。例如，Afrocarduus nyassanus在系统发育分析中被发现是并系的，而Afrocarduus ruwenzoriensis嵌套在其内部。这一现象可能由不完全谱系排序（incomplete lineage sorting）或杂交导致。同样，Afrocarduus keniensis可能代表了一个隐存种群的复杂，而Afrocarduus schimperi则被重新识别为七个独立的物种。这些发现表明，传统的分类方法可能无法准确反映这些物种的真实多样性，而需要更全面的分子和形态学证据来支持分类。

此外，研究还指出，高海拔地区的环境压力可能导致了形态上的趋同进化，这种趋同进化使得某些物种在形态上难以区分，从而导致了分类上的混淆。例如，某些Afrocarduus属的茎状物种在形态上非常相似，但在分子数据上却显示出不同的演化路径。这种现象强调了在分类过程中，仅依赖形态学特征可能不足以准确识别物种，而需要结合分子数据、生态适应性和地理分布等多方面的信息。

本研究的结果对于非洲高山地区的生物多样性评估和保护具有重要意义。这些地区的物种通常具有高度的特有性，分布范围狭窄，因此对环境变化极为敏感。例如，Afrocarduus kazmii仅分布于埃塞俄比亚的南中部，其形态特征和生态需求使其成为极度濒危的物种。同样，Afrocarduus schimperi s.str.仅限于埃塞俄比亚的Simien山脉，但其分子数据无法获取，这可能意味着该物种已面临灭绝风险。因此，未来的研究需要在这些地区进行更广泛的采样和更详细的分类工作，以确保对这些物种的保护。

研究还指出，Afrocarduus属的分类与识别需要考虑其在非洲高山生态系统中的生态适应性。例如，某些物种在不同的海拔带表现出不同的形态特征，这可能是由于它们适应了不同的环境条件。此外，一些物种可能在不同的地理区域演化出相似的形态特征，这表明了趋同进化的存在。因此，在分类时，除了形态学特征外，还需要考虑其生态适应性和地理分布，以更准确地界定物种。

总的来说，本研究通过整合分子系统学和综合分类学方法，对Afrocarduus属的分类进行了重新评估。研究结果表明，该属的多样性远超以往的分类，揭示了分类学上的显著低估。这些发现不仅有助于完善该属的分类体系，也为非洲高山地区的生物多样性保护提供了重要的科学依据。未来的研究需要进一步探讨这些物种的演化机制和生态适应性，以更好地理解和保护这一独特的植物群。