古饮食周：揭示茄科植物的演化

茄科（Solanaceae）是一个包含约2,700个现存物种的庞大类群，起源于南美洲，如今除南极洲外，遍布各大洲。该科植物包括番茄、茄子和辣椒等水果作物，以及烟草和矮牵牛等。但这些不同的物种究竟是什么时候演化而来的呢？

González-Ramírez及其同事在他们的新研究中写道：“茄科植物辐射演化的时间在文献中一直存在争议。” 纸作为关于“化石在重建植物进化中的作用“中 Annals of Botany.

因此，冈萨雷斯-拉米雷斯及其同事着手利用化石和新证据来解决这一争议。他们得出了令人惊讶的结论：茄科植物的多样性可以追溯到约98万年前——比之前认为的要早三倍。

González-Ramírez 及其同事写道：“我们估计，许多曾经被认为是近期辐射演化的茄科植物的不同类群实际上要古老得多，有些甚至可以追溯到白垩纪。”

为了得出这一结论，研究人员使用了来自134种现存茄科植物和14种茄科化石植物的数据。他们调查了这些物种的17个离散形态特征和8个连续形态特征，以及DNA信息，从而得出了一个结论。 系统发育树 这可以确定茄科亚科和属的出现时间。

他们写道：“我们基于模型和全面证据的结果有力地支持了该科植物的早期多样化，始于白垩纪中期至晚期，并产生了所有主要谱系，从矮牵牛到烟草，再到辣椒和番茄。”

为了确保有足够的框架来推断茄科植物的物种形成时间，他们的研究涵盖了该科101个属中的97个属。在纳入的化石中，包含了11个不同的物种：来自浆果分支的4个果实大化石和10个种子化石。评估的形态特征包括萼片、叶脉、种子、果实和胚的特征。这些特征辅以核DNA和质体DNA标记信息。然后，研究人员将系统发育和时钟模型应用于数据集，以生成可能的茄科植物多样化系统发育树和时间框架。   

González-Ramírez 及其同事写道：“选择这些特征是因为它们在化石中的变化，它们能够区分现存的分类单元，并且它们在以前的科级分类中很有用。”

研究人员发现，茄科在大约70万年前的晚白垩世分裂成多个亚科，包括戈特泽亚科（Goetzeoideae）、切斯特罗亚科（Cestroideae）、烟草亚科（Nicotianoideae）和索拉诺亚科（Solanoideae）。随后，在大约50万年前的始新世，烟草亚科发生了多样化，不久之后，…… 龙 属出现了。

但有趣的是，“番茄和辣椒的谱系在更早之前就开始多样化了”。 茄属植物” 辣椒和番茄的共同祖先分别出现于大约67万年前和57万年前，这与始新世早期的化石证据相符。此外，他们还将辣椒和番茄的共同祖先推至大约72万年前。浆果类植物（茄亚科）和烟草类植物（烟草亚科）的共同祖先的出现时间则从80万年前推至25万年前。

研究人员认为，新的物种多样化估算结果得益于研究中纳入的大量化石数据，以及完全基于贝叶斯方法的建模。近期对被子植物演化的研究也为模型设定了约束条件。

既然这些较早的日期已经确定，这对茄科植物的生物地理学具有重要意义。

他们写道：“对茄科植物年龄的更深入估计，对于该科植物在时间和空间上的多样化具有重要意义。”

这是因为这些更早的年代改变了我们对茄科生物地理历史的理解。回溯到更早的时期，茄科植物的多样化可以追溯到安第斯山脉南部刚刚开始隆起、南美洲西北边缘大部分地区仍被水淹没、南美洲不仅靠近非洲，而且还通过南极洲与澳大利亚相连的时期。

González-Ramírez及其同事认为，这种古老的地理环境以及快速的物种分化或许可以“解释茄科主要谱系分布范围广泛的原因，其中许多谱系分布于南美洲和澳大拉西亚”。因此，他们认为地理因素在茄科植物多样性的历史发展中可能发挥了比之前认为的更大的作用。

因此，茄科植物的多样性比我们想象的要古老得多，可以追溯到大陆相连、恐龙漫游的时代。你吃的每一颗番茄、辣椒和茄子都承载着历史的重量。

阅读文章：

González-Ramírez，I., 迪安娜，R.和 史密斯，S.（2026）基于全面证据时间树分析的茄科主要谱系的晚白垩世起源。 Annals of Botany，137(6)，第 2025-2040 页。可访问： https://doi.org/10.1093/aob/mcag011.

阅读更多：

Baldaszti, L., 加尼翁，E.Moonlight, P.、Lehmann, C. 和 萨尔基宁，T.（2026）大型植物属中没有证据支持生态位宽度-范围大小假说。 Annals of Botany。 可在： https://doi.org/10.1093/aob/mcag006.

封面图片：颠茄（美丽阿特罗帕）通过 塞巴斯蒂安·桑特 CC BY-NC 4.0