文章信息
摘要:胶木属（Palaquium）目前是山榄科（Sapotaceae）中最大的属。先前关于胶木属及其所在的异胶木族（Isonandreae）内部类群关系的研究，基于有限的样本和基因座开展，未能明确界定分类边界，进而阻碍了对这一以马来群岛为分布中心的属的演化理解。本研究利用高通量靶向捕获 DNA 序列数据，在迄今最全面的近物种水平采样中（涵盖约 80% 的 120 个已确认胶木属物种，以及异胶木族全部 7 个属的代表类群）重建系统发育关系。分析证实，当前界定的胶木属并非单系类群：存在一个与异胶木属（Isonandra）亲缘关系更近的亚洲分支，而澳兰属（Aulandra）则嵌套在胶木属内部。增强的系统发育数据集为重建生物地理历史提供了机会 —— 研究同时应用传统的扩散 - 灭绝 - 成种模型（dispersal-extinction-cladogenesis models）和考虑未记录灭绝事件的新建模框架。结果支持先前关于马来群岛自西向东 colonization 的发现，这与其他若干植物类群的模式相似。然而，胶木属和异胶木族的多样化时间重建结果比既往研究更为古老，揭示了 boreotropical 的替代信号，以及巽他古陆（Sundaland）内可能存在的祖先分布区，这与始新世化石记录更为吻合。这些发现深化了我们对东南亚生物多样性丰富且地质动态活跃地区生物地理格局的理解。
引言
东南亚以拥有极为丰富的植物多样性而闻名，其中马来群岛地区（从马来半岛和婆罗洲延伸至华莱士线以东的澳大拉西亚群岛）估计约有 5 万种植物（Mittermeir 等，1999；Myers 等，2000；Middleton 等，2019）。如此丰富的生物多样性吸引了大量生物地理学研究，植物分布常被归因于该地区地质历史的复杂性（Hall，2009；Morley，2018）。尽管如此，尽管构造模型日益详细，该地区植物区系的起源及其生物地理格局仍未被完全理解。
山榄科（Sapotaceae，杜鹃花目）由约 70 个属（Swenson 等，2023）和 1300 种泛热带灌木及乔木组成（POWO，2024），在马来群岛森林生境中较为常见。该科也被公认为分类学上的难题类群 —— 由于缺乏独特的共衍征和明确的形态学划分，属间界限难以界定（Pennington，1991）。历史上，该科的主要分类划分基于花部特征，如萼片轮数、雄蕊与花冠裂片数量的相对比例、花冠裂片附属物以及是否存在退化雄蕊（Engler，1890；Dubard，1909，1912；Lam，1939）。Pennington（1991）对该科的综合形态学研究识别出 5 个族，但后续分子研究发现这些族并非单系群（Swenson & Anderberg，2005；Smedmark 等，2006），目前该科被划分为 3 个亚科：肉实树亚科（Sarcospermatoideae）、山榄亚科（Sapotoideae）和金叶树亚科（Chrysophylloideae）。随后，Gautier 等（2013）和 Christe 等（2021）确认山榄亚科下的 4 个族为单系群：异胶木族（Isonandreae）、山榄族（Sapoteae）、铁线子族（Sideroxyleae）和 Tseboneae 族。
本文关注的以马来群岛为中心的异胶木族，最早由 Hartog（1878）基于可育雄蕊和花冠裂片无附属物的特征描述。自 Pennington（1991）以来，异胶木族的界定未发生改变，包括以下属：Aulandra H.J.Lam（最近被并入 Palaquium Blanco；Phang 等，2025）、Burckella Pierre、Diploknema Pierre、Isonandra Wight、Madhuca Buch.-Ham.ex J.F.Gmel.、Palaquium 和 Payena A.DC.。由于这些属的分布范围从印度次大陆经印度支那和马来群岛延伸至澳大利亚及太平洋岛屿，异胶木族成为研究东南亚生物地理格局及可能性的理想类群 —— 该区域以丰富的生物多样性和高森林砍伐率为特征（Sodhi 等，2010；Estoque 等，2019）。此外，异胶木族主要分支内部的系统发育关系仍难以解析且缺乏深入理解（Richardson 等，2014）。
尽管该科的关键传粉综合征被认为是虫媒传粉，Pennington（2004）推测，异胶木族中雄蕊数量增加（相对于花冠裂片）可能与蝙蝠传粉相关。这一假设在 Madhuca 和 Palaquium 物种中观察到的蝙蝠传粉综合征和传粉行为中得到佐证（Mahandran 等，2018；Phang，2023）。Mahandran 等（2018）发现印度的 Madhuca latifolia（Rodb.）J.F.Macbr. 主要依赖蝙蝠完成传粉和种子传播，至少有三种蝙蝠（包括哺乳期雌性蝙蝠）在同一觅食树中竞争食物资源。蝙蝠 - 果实综合征的特征是肉质、有香味但视觉上不显眼的绿色果实（Marshall，1983；Hodgkison 等，2013），这在异胶木族中广泛存在的绿色浆果上得以体现。
已有多项研究涉及东南亚山榄科的生物地理分析。金叶树亚科（Chrysophylloideae）在白垩纪晚期首先在非洲分化（Bartish 等，2011）。广泛分布于太平洋的 Planchonella Pierre 属（金叶树亚科内）被发现起源于萨胡尔陆架，并在中新世通过反向扩散辐射至东南亚（Swenson 等，2019）。泛热带的 Mimusops L. 属和 Manilkara Adans. 属也被证实存在长距离扩散 —— 其起源被推断为渐新世晚期的非洲，随后在中新世扩散至亚洲（Armstrong 等，2014）。在巽他陆架和萨胡尔陆架汇聚期间，这些类群自西向东跨越华莱士线迁移（Armstrong 等，2014）。自西向东的迁移模式也与异胶木族的研究结果一致：异胶木族的巽他陆架支系被发现源自非洲，随后在渐新世晚期扩散至澳大拉西亚和印度次大陆，并在更新世期间经历 speciation 爆发（Richardson 等，2014）。该族的估计干群年龄（48.3–32.6 百万年）暗示了劳亚大陆迁移的可能性，尽管较年轻的冠群年龄表明其在渐新世期间分化（Richardson 等，2014）。由于始新世之后 boreotropical 路线的断裂，缺乏直接迁移路径，这意味着地理分隔只能用跨洋扩散来解释。
由于山榄科花粉类型在形态上存在重叠（如异胶木族与 Pennington 定义的 Mimusopeae 族的花粉；Harley，1991；Mimusopeae 现归入山榄族，见 Swenson & Anderberg，2005），化石花粉在系统发育定年中的应用需谨慎。然而，近期研究利用扫描电子显微镜（其分辨率超越传统光学显微镜，尤其是覆盖层特征）已能可靠地区分具有混合亲缘关系的花粉（异胶木族 / 山榄族）与可明确归属于异胶木族的花粉（Hofmann，2018；Huang 等，2021）。与异胶木族冠群类群（Palaquium leiocarpum Boerl. 和 P. philippense（Perr.）C.B.Rob.）密切相关的化石花粉已在欧洲晚古新世（56 百万年前；Hofmann，2018）和缅甸地块晚始新世至晚渐新世期间被发现（Huang 等，2021）。尽管这些时期似乎与 Armstrong 等（2014）估计的年龄一致，但其在欧洲和东南亚的存在暗示了欧亚起源，可能与 Richardson 等（2014）和 Armstrong 等（2014）假设的非洲起源不一致。
以往针对马来群岛山榄科的生物地理研究基于从有限分类单元采样和少量核基因或质体基因座重建的系统发育（Richardson 等，2014：基于 ITS 的研究；Armstrong 等，2014：使用 ITS、rpl32-trnL、rps16-trnK 和 trnS-trnFM 标记）。高通量 DNA 测序方法（如靶向捕获）已被证明能提高系统发育分辨率（Koenen 等，2020；Pezzini 等，2023），可能增强对马来群岛山榄科类群生物地理学的理解。近期研究已证实，利用科特异性探针组可阐明东南亚异胶木族代表类群及其近缘种的关系（Christe 等，2021；Phang 等，2023）。
推断物种生物地理历史的最常用模型未考虑谱系灭绝，因为仅基于现存谱系的系统发育位置来估计 speciation 事件（Ronquist，1997；Ree & Smith，2008）。然而，近期研究已在祖先分布区重建方法中纳入谱系灭绝的可能性（Herrera-Alsina 等，2022）。这些新模型提高了推断生物地理历史的准确性，并允许与化石记录更紧密地吻合。例如，对灭绝物种的建模得出蜂鸟的祖先分布区为北美洲，这与化石记录显示的劳亚大陆起源一致，而不是现有 “无灭绝” 方法得出的南美洲起源（Herrera-Alsina 等，2022）。调和东南亚多个类群的生物地理起源与地质历史的进一步研究正在进行中，已有证据表明，多样类群 colonised 该区域的时间比以往 “无灭绝” 方法所暗示的早得多（Herrera-Alsina 等，2024）。
在本研究中，我们对物种丰富的马来群岛属 —— 胶木属（Palaquium，约 120 种，POWO，2024）及其异胶木族（Isonandreae）中所有近缘属的代表类群开展了广泛采样，这些类群的分布范围从印度延伸至澳大拉西亚，旨在解析系统发育关系并重建其历史生物地理。胶木属是山榄科（Sapotaceae）中最大的属（Swenson 等，2023；POWO，2024；紧随其后的是约 114 种的 Madhuca 属），且包含许多地理分布受限的物种，这些物种表现出低水平的扩散能力和基因流（Phang 等，2024）。因此，该属是结合地质历史探究深时成种事件和生物地理信号的合适研究对象（Thomas 等，2012；Hughes 等，2015）。我们旨在通过靶向捕获、分子钟定年以及应用无灭绝和含灭绝模型的方法重建该属的生物地理历史，以解析胶木属的时空多样化模式。具体而言，我们研究以下问题：
（i）基于增强数据集的高通量测序方法是否支持异胶木族及其包含胶木属在内的组成属的单系性；
（ii）下一代 DNA 序列数据是否支持基于有限基因座推断的既往生物地理模式（Richardson 等，2014），即胶木属和异胶木族在马来群岛的定殖模式为自西向东，与其他若干植物类群中记录的扩散模式相似（Crayn 等，2015；Atkins 等，2020）；
（iii）使用考虑灭绝事件的新建模框架（Herrera-Alsina 等，2022）是否支持既往推断的胶木属（巽他古陆）和异胶木族（非洲）的祖先分布区（Richardson 等，2014；Armstrong 等，2014）；
（iv）始新世时期特征明确的异胶木族化石（Hofmann，2018）是否暗示 boreotropical 历史已留下系统地理信号。
材料与方法
分类单元采样
本研究将 Phang 等人（2023）汇编的数据集扩展至接近完整的胶木属（Palaquium）物种水平采样，涵盖 120 个已确认物种中的 95 种（POWO，2024），包括 1 个变种及多个物种的多个个体（17 个物种取 2 个个体，1 个物种取 3 个个体，1 个变种取 3 个个体）。同时采样了所有与胶木属同义的属名模式种（POWO，2024）[即 Croixia Pierre、Dichopsis Thwaites 和 Galactoxylon Pierre，除 Treubella Pierre 外（该属未指定模式种）]。此外，纳入了 25 个外类群分类单元，包括异胶木族（Isonandreae）所有 7 个属的代表，以及金叶树亚科（Chrysophylloideae）和山榄亚科（Sapotoideae）中其他主要族 [山榄族（Sapoteae）、铁线子族（Sideroxyleae）和 Tseboneae 族] 的代表（Pennington，1991；Swenson & Anderberg，2005；Gautier 等，2013）。在异胶木族内，对 Aulandra 属和 Diploknema 属的采样包含模式种。145 个样本中，137 个来自保存在 K 和 E 标本馆的腊叶标本或硅胶干燥材料（标本馆缩写遵循 Thiers，持续更新），8 个外类群分类单元从 NCBI 序列读取存档（Sequence Read Archive）的原始序列数据中下载。胶木属物种的 21 份模式标本材料中，19 份来自 K 标本馆，2 份来自 E 标本馆（表 S1：标本信息）。
DNA 提取、文库构建与靶向捕获
基因组 DNA 采用 CTAB 法提取（Doyle & Doyle，1987），但 30 份历史 DNA（hDNA）样本 [包括模式标本和超过 100 年的腊叶标本材料（平均年龄约 115 年）] 的提取遵循 Latorre 等（2020）的基本方案 1 及 Ferrari 等（2023）的注意事项，主要在避免污染的 hDNA 实验室内使用含 N - 苯甲酰硫代唑溴化物（PTB）和二硫苏糖醇（DTT）的提取缓冲液。
文库构建和靶向捕获遵循 Phang 等（2023）记录的方法，使用山榄科特异性探针（Christe 等，2021）。每个样本使用 90–400 ng DNA 进行双索引文库构建，采用 NEBNext Multiplex Oligos for Illumina 和 NEBNext Ultra II DNA 文库制备试剂盒（New England Biolabs，美国马萨诸塞州），按制造商说明书 v6.1 操作，用量为推荐值的一半（Hale 等，2020）；约 57% 的样本达到 400 ng，hDNA 样本为 90 ng。非 hDNA 样本通常通过 10 轮 PCR 扩增，hDNA 样本则通过 12–15 轮 PCR 扩增。使用 Qubit 荧光计（Life Technologies Corporation，美国加州卡尔斯巴德）和 Tapestation 4200 系统（Agilent Technologies，美国加州）进行质量检测和文库定量。文库大小平均为 330 bp（非 hDNA 样本）和 230 bp（hDNA 样本）。靶向捕获使用靶向 792 个核基因的定制探针组（Christe 等，2021），采用 MyBaits 协议 v.5.01（Arbor Biosciences）。根据样本类型（硅胶干燥、腊叶标本、hDNA）及文库浓度进一步分组，制备等摩尔混合池。混合文库由 NovogeneAIT Genomics（新加坡）在 Illumina Novaseq 6000 平台上测序。
质量过滤与系统发育推断 / 重建
系统发育推断前的数据处理遵循 Phang 等（2023）的相同设置和阈值，使用 FastQC v.0.11.9 软件检查读段质量，Trimmomatic v.0.39（Bolger 等，2014）去除接头序列，CutAdapt v.2.3（Martin，2011）去除引物和 poly A 尾，Bowtie2 v.2-2.3.5（Langmead & Salzberg，2012）将读段映射到探针序列，Samtools v.1.9 对序列比对进行排序，MAFFT v.7.307（Katoh & Standley，2013）进行序列比对，AMAS v.1.0（Borowiec，2016）获取比对汇总统计。为解决旁系同源问题，采用 Yang & Smith（2014）的 “单系外类群”（MO）方法推断直系同源基因，将 MO 算法应用于 Jackson 等（2023）中容器化 HybPiper（Johnson 等，2016）-RBGV 流程标记的旁系同源输出文件。使用 IQTREE v.2.0（Nguyen 等，2015）基于所有比对串联的超级矩阵，在 GTR+G 模型下生成最大似然（ML）物种树（1000 次超快速自展重复）。同时使用 Pargenes v.1.1.2 获取每个基因座的 ML 树，并通过 ASTRAL-III（Zhang 等，2018）估计具有后验概率和四重支持的物种树。在 phyx v.1.3（Brown 等，2017）中以 Planchonella 属作为其余样本的姐妹群对物种树进行重根。由于 Planchonella 与 Donella 的拓扑关系不明确，且金叶树亚科（Chrysophylloideae）的属级界定仍在分类学研究中（Swenson 等，2023）—— 该亚科已被证明存在非单系群及多次属级多系性证据（Swenson & Anderberg，2005；Swenson 等，2008；Serrano 等，2021），因此根的位置需谨慎对待。树图使用 FigTree v.1.4（http://tree.bio.ed.ac.uk/software/figtree）可视化，在 Rstudio v.4.1.3（R core team，2022）中使用 ape v.5.6-2（Paradis & Schliep，2019）、phytools v.1.0-3（Revell，2012）和 dendextend v.1.16.0（Galili，2015）包绘制缠结图。对于祖先分布区重建，系统发育分析中每个物种保留一个样本（除非物种非单系，即同一物种的样本出现在不同分支中时）。
分歧时间估计
使用 treePL 程序中实现的惩罚似然法（Sanderson，2002）获得校准的超度量系统发育树，该方法适用于大型数据集并能产生与贝叶斯法相当的分歧时间（Smith & O'Meara，2012；Zuntini 等，2024）。该方法应用于通过 IQTREE v.2.0 对所有基因进行串联分区系统发育分析得到的最大似然树，每个分区分配 GTR+G 模型。使用先前研究的多个校准点：与 Serrano 等（2021）的方法类似，我们将整个样本集冠节点的最大年龄 102 Ma 应用于系统发育树的冠根节点，该值源自杜鹃花目（Ericales）的定年系统发育树（Rose 等，2018）。尽管鉴于金叶树亚科存在属级多系性证据（Swenson & Anderberg，2005；Swenson 等，2008），我们的有根系统发育树中最早的分支是否为该科最早分化的支系仍存在不确定性，但它无疑代表了最早分化的谱系之一（Bartish 等，2011；Swenson 等，2014）。来自委内瑞拉西部马拉开波盆地古新世 - 始新世过渡期（约 56 Ma）的微化石Psilatricolporites maculosus—— 金叶树亚科最早报道的化石之一（Lorente，1986；Rull，2000），用于约束 Planchonella 样本与其姐妹分支分化的最小年龄。来自英国早始新世（56–47.8 Ma，Gruas-Cavagnetto，1976）的铁线子族（Sideroxyleae）花粉用于约束 Sideroxylum 样本与其姐妹分支（含胶木属）分化的最小年龄。来自怀特岛的中始新世Tetracolporpollenites花粉粒（与 Pennington（1991）定义的 Mimusopeae 族中的Tieghemella heckelii（A.Chev.）Pierre ex Heine 极为相似）用于将 Mimusops 样本与其姐妹分支的分化最小年龄约束为 37.2 Ma（Harley，1991；Armstrong 等，2014）。除这些既往校准点外，始新世早中期产地中与胶木属高度相似的花粉（Hofmann，2018）被用于为异胶木族冠节点分配 41.2 Ma 的最小年龄（化石校准点见图 S4）。随后使用 treePL 中的 prime 选项确定最佳优化参数，并选择最合适的平滑参数 1。
祖先分布区重建
利用时间校准树，使用 R 包 BioGeoBEARS v1.1（Matzke，2013；R core 团队，2022）中的可用模型估计祖先分布区概率，其中 DEC 模型通过狭义地理隔离支持成种事件，DIVALIKE 模型通过广泛地理隔离支持成种，BAYAREALIKE 模型通过区域内成种支持成种，+J 参数考虑新成种事件中向祖先分布区外的区域 “跳跃” 的可能性。应用赤池信息准则（AIC；Akaike，1974）推断最佳拟合模型。基于现存分布、特有分布区和地质历史，将研究区域编码为六个区域，该分类基于 Richardson 等（2014）和 Armstrong 等（2014）提出的方案，以便与本研究直接对比。巽他古陆（Sundaland）和澳大拉西亚（Australasia）在马来植物区（van Welzen 等，2005）内被编码为独立状态，具体编码如下：A—— 巽他古陆（包括克拉地峡以南的马来半岛及华莱士线以西的岛屿），B—— 澳大拉西亚（包括华莱士线以东的岛屿），C—— 菲律宾，D—— 南亚（由印度次大陆边缘定义，含斯里兰卡），E—— 东亚（克拉地峡以北），F—— 非洲（含马达加斯加）。随后通过交叉引用胶木属的既往研究（van Royen，1960）和世界在线植物数据库（POWO，2024）中的分布信息，将物种分配至相应区域。
由于 BioGeoBEARS 未考虑谱系灭绝，本研究通过 R 包 LEMAD v.2.1.1（祖先分布的谱系灭绝模型；Herrera-Alsina 等，2022）探索含灭绝模型的影响。该模型是基于 SSE（状态 - 成种 - 灭绝模型）的分析，整合了 DEC 和 DIVA 模型中的成种假设。在假设两种不同灭绝率的情况下，拟合含 DEC 成种事件的 LEMAD 模型，并使用 AIC 分数比较。首先，通过拟合生灭过程（R 包 DDD v.5.2.2 中的 bd_ml 函数；Etienne 等，2012）估计灭绝率，随后假设该速率的两倍作为更高的灭绝率。由于 LEMAD 无法区分灭绝谱系的缺失分支和采样导致的缺失分支，因此通过指定分析中包含的已知现存物种百分比，校正不完整系统发育树的灭绝估计：删除胶木属主支以外的所有外类群，设定胶木属已知物种比例为 0.9，非洲类群为 0.1，并对 LEMAD 中使用的截断数据集重复 BioGeoBEARS 分析。排除这些类群的原因有二：其一，任何进化多样化分析的结论仅适用于单系系统发育树，因包含多个外类群的树分支模式与作为速率估计基础的生灭进化过程差异显著；其二，纳入多个外类群会混淆灭绝分支的建模 —— 焦点分支与所有外类群之间存在大量未纳入树中的谱系，这些缺失分支会被误判为灭绝物种，从而歪曲该分支的成种 - 灭绝动态。尽管本研究树中存在因采样导致的缺失分支，但 LEMAD 将采样与灭绝分开处理，这些分支不视为灭绝谱系；实际上，分析中纳入了采样比例（即因采样导致的缺失分支数量），显著改善了速率估计（Mynard 等，2023）。
结果
系统发育分析
经清理的串联超级矩阵在去除低质量读段、重复序列并处理旁系同源后，包含 145 个样本和 738 个基因座，总比对长度 835,913 bp，简约信息位点 166,674 个，缺失数据占 12.6%（表 S3）。串联数据集的最大似然分析生成的系统发育树显示，所有族的主干分支支持率完全（bs=100）且各分支（或相关单种分支）支持率高（图 1），尽管胶木属内部分支支持率较低（图 S1）。使用 ASTRAL 重建的系统发育树中，除异胶木族（Isonandreae）内属的位置（尤其是与异胶木属Isonandra的关系）以及胶木属内少数低支持率物种末梢存在软性不一致外，族级拓扑结构与最大似然法结果一致且支持率强（图 S2, S3）。外类群选用金叶树亚科（Chrysophylloideae，以Planchonella和Donella Pierre ex Baill.为代表）。在山榄亚科（Sapotoideae）中，最早分化的族为铁线子族（Sideroxyleae，Sideroxylon L.），随后依次为 Gluemeae（Neolemonniera Heine）、Tseboneae（Tsebona Capuron），以及互为姐妹群的山榄族（Sapoteae，Mimusops）和异胶木族。异胶木族的单系性获完全支持。胶木属为非单系群，其分支既嵌套于异胶木属内，又与异胶木属形成姐妹群，且澳兰属（Aulandra）嵌套于胶木属主支中（图 1）。胶木属主支包含 90% 以上的采样物种及Aulandra属。异胶木属亦为非单系群，Palaquium annamense Lecomte 嵌套于异胶木属分支（含该属 10 个物种中的 2 种及 1 个变种），并与含 9 个胶木属物种的卫星分支互为姐妹群。与异胶木属、澳兰属和胶木属不同，异胶木族的其他属（Burckella、Diploknema、Madhuca和Payena）表现为单系群，但需注意采样有限且未包含部分属的模式种（Burckella和Payena分别仅采样 13 种和 20 种中的 2 种；Diploknema采样 7 种中的 3 种；Madhuca采样 118 种中的 4 种）。在 ASTRAL 重建中，异胶木属和胶木属卫星分支与胶木属主支互为姐妹群，表明若包含异胶木属，胶木属将呈单系性（图 1）。
分歧时间与祖先分布区重建
对全采样系统发育树分析显示，包含Mimusops和异胶木族的节点年龄估计为 55.0 Ma（节点 I），非洲为最可能的祖先分布区（似然值 86.9%）（图 2）。异胶木族冠群年龄估计为 47.7 Ma（节点 II），巽他古陆（Sundaland）为最可能起源地（96.9%）。胶木属主支和卫星分支（图 2 中节点 IV 及星号）的年龄分别为 45.3 Ma 和 32.4 Ma（中始新世至早渐新世），均起源于巽他古陆。胶木属主支、亚支及Burckella属中，澳大拉西亚支系均嵌套于巽他古陆支系内，证实中新世期间（20.3–7.0 Ma；18.6–11 Ma；节点 V–VII）自西向东的扩散模式。胶木属、Madhuca和异胶木属的南亚支系也源于巽他古陆（38.8–7.25 Ma），最初起源于始新世 - 渐新世并持续分化至中新世。菲律宾特有分支嵌套于巽他古陆支系内，在中中新世快速分化。Palaquium lobbianum Burck/P. brassii H.J.Lam 和Burckella的祖先分布区以 100% 似然值推断为澳大拉西亚（节点 V），并嵌套于巽他古陆支系中，明确显示从巽他古陆到澳大拉西亚的迁移。所有可比节点的年龄均显著大于 Richardson 等（2014）的平均估计值（表 1，图 2，图 S4）。
生物地理分析
在 BioGeoBEARS 的物种水平祖先分布区重建中保留了 145 个末梢（包括 19 个非单系物种的 40 个样本，这些物种出现在不同分支中，需进一步分类学研究以验证鉴定结果或物种单系性）。通过扩散和奠基者事件成种实现地理分布演化的 DEC+J 模型获得最高似然值（LnL = -209.727），对数据拟合最佳，尽管其他模型的似然值和祖先分布区重建结果差异不大（表 S2）。
针对胶木属主支的 LEMAD 分析中，进一步剔除外类群（包括与异胶木属接近的胶木属卫星分支），保留 118 个末梢，基于 DEC 模型（根据 BioGeoBEARS 最佳拟合结果）进行模拟。使用较低灭绝率 0.025 时的 AIC 对数似然值（-626.07）高于灭绝率 0.05 时的结果（-635.12）。在此模型下，包含Mimusops和胶木属的节点祖先分布区不确定，冠群占据多个区域（巽他古陆、菲律宾、澳大拉西亚、南亚和非洲）的概率约为 60%。对于胶木属冠节点，祖先分布区推断为巽他古陆、菲律宾、澳大拉西亚和南亚（低灭绝率下概率约 55%，高灭绝率下 54%），这增加了祖先分布区重建的不确定性。对该缩减数据集重复 BioGeoBEARS 分析，得出与之前相似的结果，即Mimusops/ 胶木属的最可能祖先分布区为非洲，胶木属为巽他古陆（图 3）。
讨论
在本研究中，下一代测序方法和近乎完整的物种水平采样为胶木属（Palaquium）提供了前所未有的系统发育分辨率，而定年分析则呈现了山榄科（Sapotaceae）这一重要属最完整的生物地理描述和演化时间线。
山榄科内的族间关系与近期研究（Boluda 等，2022）结果一致，且 Gautier 等（2013）和 Phang 等（2023）已证实胶木属为非单系群，澳兰属（Aulandra）嵌套其中。本研究通过扩展采样有力地验证了这些结论，此外还发现一个与异胶木属（Isonandra）互为姐妹群的胶木属卫星分支（图 1）。胶木属并系性的系统发育证据表明，继近期Aulandra并入胶木属（Phang 等，2025）后，需进一步开展工作以解决异胶木族内的属级分类学问题，并对与异胶木属互为姐妹群的胶木属卫星分支，以及嵌套在异胶木属中的Palaquium annamense进行额外形态学评估 —— 这可能反映了 ASTRAL 和最大似然系统发育重建之间拓扑差异所暗示的不完全谱系分选问题。既往研究认为胶木属与异胶木属亲缘关系密切：例如许多胶木属物种最初被归入异胶木属，尽管当前形态学界定的基本依据是胶木属具两轮三萼片和六基数花冠裂片，而异胶木属具两轮二萼片和四基数花冠裂片，但胶木属中存在不一致现象，如P. ridleyi King 和 Gamble 及P. multiflorum Pierre ex Dubard 的花冠裂片基数为 4–7（Jeuken，1952；van Royen，1960）。基数变异在其他山榄科属中也有记录：如Labourdonnaisia Bojer（山榄族）的花冠裂片基数为 6、7–8、12 甚至 18（Randriarisoa 等，2022）。
本研究与既往研究的主要差异涉及异胶木族内节点年龄和相关分化时间的估计，以及考虑谱系灭绝可能性的生物地理模型所突显的祖先分布区不确定性增加。尽管中始新世异胶木族化石花粉的出现与 Richardson 等（2014）估计的干群 / 冠群年龄（40.5/36.5 Ma）一致，但欧洲 56 Ma 前就已存在与异胶木族冠群类群（胶木属和Madhuca）相似的花粉（Hofmann，2018），这早于上述估计，而与 Armstrong 等（2014）估计的Mimusops/ 异胶木族节点年龄（58–48 Ma）及本研究结果（55/47.7 Ma；节点 I 和 II；表 1；图 2）更为吻合。缅甸地块丰富的异胶木族和Mimusops型花粉也强烈表明，东南亚自早始新世起已开始分化（Huang 等，2021）。
胶木属的起源与区域分化
本研究发现，胶木属与异胶木族其他属共同起源于约 48 Ma 的巽他古陆（Sundaland，节点 II），并在约 45 Ma（节点 III 和 IV）的始新世开始分化，当时全球温度足够高，支持暖热植被的繁盛。
异胶木族在非洲无现存物种，但其与几乎全为古热带分布（以非洲为中心，Manilkara除外）的山榄族（Sapoteae）互为姐妹群（见 Gautier 等，2013 的相同外类群拓扑）。若族间分化发生在始新世，这种地理间断可通过该时期无霜的气候条件和中纬度走廊的扩散来解释，这可能促进了现今局限于低纬度的类群的泛北热带迁移（Lavin & Luckow，1993；Zachos 等，2001；Couvreur 等，2011），这也是热带非洲和亚洲姐妹类群洲际间断的主要解释。事实上，Armstrong 等（2014）和本研究的化石证据及定年结果支持山榄族可能曾存在于泛北热带地区。尽管因外类群采样有限（也鉴于单型属如塞舌尔的Northia Hook.f.的位置未解决 —— 其具主要的二列萼片创新，位于Mimusops和异胶木属附近；Anderberg & Swenson，2003；Gautier 等，2013），尚无法得出确切结论，但包括胶木属在内的异胶木族类群的泛北热带迁移和分化，可通过古近纪北半球热带地区（包括已演化为欧亚大陆的劳亚大陆部分；Bansal 等，2022）的可靠化石证据得以验证（Armstrong 等，2014；Hofmann，2018）。
讨论
至 8000 万年前欧亚大陆与冈瓦纳断裂带汇聚时，巽他古陆（Sundaland）的大部分陆地已形成（Hall，2009），为马来群岛（Malesia）丰富的生境系列奠定了基础。该区域作为复杂的热带地质区（Hall，2017），现位于欧亚、菲律宾海、太平洋和印澳四大板块及若干小板块的交界处（Tsikouras 等，2021）。在始新世中期异胶木族 / 胶木属分化期间（49–45 Ma），巽他古陆大部分区域高于海平面，而渐新世变暖进一步促进了这一重要植物多样性热点地区的快速演化，有利于常绿森林的扩张（Hall，2009）。随后从中新世开始，物种从巽他古陆自西向东扩散至澳大拉西亚和菲律宾。这种植物地理聚类与始新世中期以来由亚洲大陆、婆罗洲、菲律宾和新几内亚组成的连续岛弧的历史连通性一致（Hall，2009；Zahirovic 等，2016；Joyce 等，2020）。事实上，在适宜的气候条件和地质时间尺度下，通过岛屿跳跃或陆块间歇连接的短距离水上扩散，可能借助漂筏碎片的古运输得以实现（Hall，2001；Siler 等，2012）。胶木属中某些最年轻的类群（如P. fidjiense Pierre ex Dubard、P. vitilevuense Gilly ex P.Royen、P. stehlinii Christoph.）在这一复杂构造带的出现，与斐济在晚中新世（14–5 Ma；Johnson，1991）最早露出陆地的时间一致。
Richardson 等（2014）的若干发现与本研究的系统发育证据一致，强化了东南亚在异胶木族演化中的重要性，具体包括：异胶木族在巽他陆架的早期分化、印度次大陆支系源自巽他支系（与始新世中期印度 - 亚洲碰撞时间吻合；Briggs，2003），以及澳大拉西亚支系嵌套于巽他支系中所体现的跨华莱士线自西向东迁移的主导模式。
从中始新世的泛北热带起源开始，胶木属和其他山榄科类群生存于湿度高、具茂密封闭冠层的气候中，类似现代雨林（Morley，2018）。渐新世暖湿气候下亚洲与印度持续碰撞，使印度次大陆与东南亚劳亚大陆段在相似纬度共享连通性（Morley，2003），为胶木属向南亚扩散提供了机会。中新世 - 更新世期间，通过马来群岛与亚洲大陆间连续森林覆盖的陆地扩散仍具可能性；此外，自西向东扩散与海平面波动及中新世导致巽他 - 萨胡尔陆架汇聚的构造事件一致（Hall，2009）。许多其他具雨林支系的植物科遵循从泛北热带地区经巽他古陆迁入东南亚的迁移模式，如番荔枝科和棕榈科类群分子系统发育中非洲 - 亚洲的分化，反映了古新世 - 始新世极热事件期间暖热植被带因气候导致的断裂（Richardson 等，2004；Couvreur 等，2011；Baker & Couvreur，2013）。
尽管本研究对非洲类群的采样有限，Mimusops/ 异胶木族的分化仍需谨慎解读，但欧洲和东南亚发现的早始新世异胶木族和Mimusops型花粉化石证据（Hofmann，2018；Huang 等，2021）并不明确支持既往研究（Richardson 等，2014；Armstrong 等，2014）或本研究 BioGeoBEARS 结果所假设的非洲起源。与化石记录最吻合的是 LEMAD 中考虑灭绝谱系可能分布的含灭绝重建，其估计异胶木族的祖先分布区模棱两可且不确定。尽管欧洲的化石记录仍有可能源于次级扩散，但结果提出了一种可能性：Mimusops和异胶木族在涵盖东南亚和非洲的更大区域内演化，这解释了白垩纪晚期（80 Ma；Hall，2009）巽他古陆与劳亚大陆的整合。
节点年龄的估计也需谨慎评估，原因包括方法学的可变性（如可变先验的应用）和非洲始新世前、古新世化石的持续缺失。Richardson 等（2014）与 Armstrong 等（2014）的节点年龄差异部分源于数据集和方法的不同（Hofmann，2018）。值得注意的是，Richardson 等（2014）仅使用铁线子族干群节点（52.2 Ma）的一个化石约束，而 Armstrong 等（2014）除此以外还纳入了山榄族冠群约束（42.9 Ma）。本研究额外整合了金叶树亚科（56 Ma；Swenson 等，2014 和 Serrano 等，2021 使用）和近期特征明确的异胶木族型花粉（41.2 Ma；Hofmann，2018）的约束。Richardson 等（2014）和 Armstrong 等（2014）均使用 BEAST 软件基于 ITS 数据集评估分歧时间，但前者应用 Yule 树先验，后者使用生灭过程。鉴于 Armstrong 等（2014）基于贝叶斯定年的Mimusops/ 异胶木族分化年龄估计（58–48 Ma）与本研究使用 treePL 最大似然法的结果（55 Ma）吻合，可推测山榄族和异胶木族内增强的校准点有助于纠正 Yule 模型应用中未考虑灭绝的偏差（Condamine 等，2015）。因此，尽管 treePL 等惩罚似然法有时会得出更古老的年龄（Boluda 等，2022），本研究的节点年龄仍被视为合理估计。
与异胶木族物候相关的扩散因素和动物传播支系的演化也值得关注。在促进热带森林扩张的中中新世气候条件下，Crayn 等（2015）指出，巽他和萨胡尔陆架上的迁移必然在不同地点包含水障或植被垫脚石，这有利于水或脊椎动物作为扩散媒介，而这种种子扩散方式与动物传播支系的定殖成功相关。值得注意的是，本研究中菲律宾和南亚特有支系嵌套于巽他起源支系的模式，也可见于犬吻果蝠（狐蝠科犬吻果蝠亚科；Almeida 等，2009），其已被观察到在胶木属中表现出传粉行为和种子扩散（Hodgkison 等，2004；Phang，2023）。尽管犬吻果蝠亚科未在澳大拉西亚分布，但狐蝠科的另一果蝠支系Pteropus分布于华莱士线两侧，并被发现从华莱士区（本研究中建模为巽他古陆的一部分）分化而来。的确，有独立证据支持狐蝠科的东南亚起源（最古老化石可追溯至始新世 / 渐新世；Ducrocq 等，1993；Hassanin 等，2020），该食果蝠类群在冠群阶段经历快速分化（估计范围为 40.2–24.8 Ma：Shi & Rabosky，2015；Almeida 等，2021），与胶木属在亚洲分布区的被子植物扩张和物种分化时间吻合。这支持了巽他陆架是胶木属和犬吻果蝠演化事件核心驱动力的假设，这反映在地理隔离和连续扩张的支序模式中 —— 向东至菲律宾和澳大拉西亚，向北至南亚。
结论
本研究采用靶向捕获方法，揭示了胶木属（Palaquium，目前山榄科中最大的属）迄今最全面且分辨率最高的系统发育树。系统基因组学关系表明，当前界定的胶木属并非单系群 —— 存在一个与异胶木属（Isonandreae）亲缘关系更近的亚洲分支，而澳兰属（Aulandra）嵌套于胶木属内部。生物地理重建显示，胶木属及异胶木族相关属的多样化时间早于既往研究，且应用明确考虑灭绝事件的新建模方法，揭示了泛北热带替代信号及巽他古陆内的祖先分布区可能性，这与始新世化石记录更为吻合。
本研究呈现的系统发育和植物地理结果，为探究与胶木属近缘的其他属的多样化模式提供了框架，并增进了我们对塑造东南亚显著物种多样性的演化过程的理解。未来研究若能将异胶木族类群的成种事件与其假定的传粉者和扩散媒介相联系，将有助于深入理解影响 speciation 的各种生态因素，尤其是对于像胶木属这样以低密度分布于破碎生境中、易受蝙蝠 - 花朵协同演化影响的植物类群（Fleming 等，2009）。
A. Phang, M.A. Niissalo, L. Herrera-Alsina, F.F. Pezzini, R. Hollands, D.F.R.P. Burslem, M. Ruhsam, D.J. Middleton, P. Wilkie, G.S. Khew
Novel phylogenomic and biogeographic insights into Palaquium and tribe Isonandreae (Sapotaceae)
https://doi.org/10.1016/j.ympev.2025.108403
Molecular Phylogenetics and Evolution YMPEV 108403
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