仙人掌的进化史

2012-11-01 13:06阅读：

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系统进化及
[编辑]发展史

Pereskia grandifolia是弱多汁,拥有的叶子,是认为类似于其祖先的所有仙人掌。2005年的一项研究表明属Pereskia是基底在仙人掌科,但证实了以前的建议,这不是单元,即不包括所有的后代的一个共同的祖先。在贝叶斯共识进化分枝图从这项研究中所示。[31]

仙人掌科
Pereskia分化枝一个

caulocacti
Pereskia支系B

核心仙人掌
Opuntioideae

Maihuenia

Cactoideae

最近的一个2011年的研究中使用更少的基因,但更多的物种还发现,Pereskia分成这两型艾滋病毒,但无法解决的成员“核心仙人掌”分支。被接受,上面所示的关系是“迄今最强劲。”[28]

两型艾滋病毒的Pereskia有不同的地理分布:有一个例外,进化枝是发现在墨西哥湾和加勒比海而支系B亚马逊盆地南部的发生。Pereskia物种在进化枝一个总是缺少两个关键功能的干细胞存在于大多数剩下的“caulocacti”:就像大多数非仙人掌,其茎开始形成树皮早在植物的生命,也缺乏气孔结构,控制入学的空气进入一种植物,因此控制光合作用。相比之下,caulocacti,包括种类的Pereskia支系B,通常延迟形成树皮和有气孔在它们的茎,从而赋予了干细胞可能成为一个主要的器官进行光合作用。(这两个

高度专业化的种类的Maihuenia是某种例外。)[31]

第一个仙人掌被认为已经稍微多汁的灌木或小乔木,它的叶子进行光合作用。他们住在热带地区,不时经历干旱。如果Pereskia分化枝是一个好的模型,这些早期的仙人掌,那么尽管他们会出现表面上类似于其他树木生长期附近,他们已经进化策略来节约用水(其中有些是出现在其他家庭成员的顺序石竹目)。这些策略包括能够迅速响应时间的雨,利用水保持蒸腾低非常有效地在光合作用中。后者是通过严格控制气孔开放。像今天Pereskia物种,早期的祖先可能已经能够开关从正常C3机制,二氧化碳是继续使用在光合作用,“凸轮自行车”:当气孔关闭、二氧化碳所产生的呼吸被存储起来以备后用在光合作用[5]。

Pereskia支系B是一个进化的开端切换到使用茎作为光合器官。茎有气孔和树皮的形成发生后比正常的树木。“核心仙人掌”表现出稳定增加两杆鲜美多汁和光合作用伴随着多个损失的树叶,在Cactoideae大致已经完成。一个进化问题目前悬而未决的是是否切换到全凸轮光合作用发生在茎中只有一次核心仙人掌,在这种情况下,它已经迷失在Maihuenia,或者单独在Opuntioideae和Cactoideae,在这种情况下,它从来不会进化在Maihuenia[5]。

理解进化在核心仙人掌分化枝是困难的2012年2月,[更新],因为系谱关系仍不确定和不相关的当前的分类。因此2011年的一项研究发现,“这是一个相当高的比例的属“没有单元,所以不是所有的后代的一个共同的祖先。例如,在亚科36属Cactoideae采样的研究、22个(61%)被发现不单元。[28]9个部落都承认在Cactoideae在国际仙人掌科分类学集团(ICSG)分类;一个,Calymmantheae,包括一个属,Calymmanthium。[26]只有两个余下的八个,Cacteae和Rhipsalideae,被证明是单源在2011年的一项研究,埃尔南德斯埃尔南德斯et al。对于一个更详细的讨论发展史的仙人掌,看到分类的仙人掌科。进化的历史
没有已知的化石的仙人掌的存在是为了照亮他们的进化历史。[32]然而,仙人掌的地理分布提供了一些证据。除了一个相对最近Rhipsalis传播baccifera部分旧世界,仙人掌是植物的南美和北美主要南部地区。这表明家庭必须进化后的大陆冈瓦纳古分成了南美和非洲,这发生在早白垩世,大约146到1亿年前。[33]恰恰在这之后分裂进化尚不明朗。仙人掌年长的消息表明早期起源约90 - 65年前,晚白垩世期间。最近的研究表明一个更年轻的分子起源,也许在很晚始新世早期渐新世时期,大约35 30年前。[32][34]基于系统学的仙人掌,它可能是最早的分叉集团(Pereskia分化枝A)起源于中美洲和南美洲北部,而caulocacti-those或多或少与肉质茎进化后在南美洲南部,然后向北移动。[31]核心仙人掌那些带有强烈的肉质茎是估计有大约2500万年前进化而来。[32]可能刺激他们的进化可能是令人振奋的安第斯山脉中部,一些25 20年前,伴随着增加和不同干燥。[31]然而,当前的物种多样性的仙人掌被认为只出现过在过去的10 - 5年(从晚中新世到上新世)。其他肉质植物,如Aizoaceae在南非,Didiereaceae在马达加斯加和属龙舌兰在美洲,似乎已经多元化的同时,正好与一个全球扩张的干旱环境[32]。

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