1 引言
扁平蛇属（Platyceps）属于游蛇科（Colubridae），与其姊妹属Spalerosophis和Hemorrhois共同构成了该科的西古北界支系。与物种较少的姊妹属不同，Platyceps是一个物种丰富的属，目前公认有33个物种，主要分布在撒哈拉-阿拉伯生物地理区，从西非经阿拉伯半岛和伊朗延伸至中亚和印度半岛，并部分扩展至地中海地区、东非和极西的中国地区。从地理上，该属的分布可分为四个主要区域：非洲（9种）、阿拉伯半岛（9种）、东地中海和中东（5种）以及中亚和南亚（10种）。
尽管Platyceps已被纳入许多系统发育研究中，但其内部的系统发育关系仍不清楚，目前尚未达成共识。一个可能的原因是大多数研究并未专门针对Platyceps，而是考察了更广泛的支系，导致对该属的采样不足。由于Platyceps内部的系统发育不确定性，该属的大部分进化和生物地理历史仍未解决。该属物种表现出广泛的环境特化和对不同气候条件的适应，使其成为研究可能古气候驱动的多样化过程的良好模型。
在撒哈拉-阿拉伯等干旱地区，自晚中新世以来的气候振荡（特别是湿润和干旱期的交替）在塑造爬行动物多样性方面发挥了核心作用。这些气候变化可能促进了栖息地破碎化和种群隔离，驱动了包括Platyceps在内的多个有鳞类支系的多样化。此外，两个主要的地质过程对撒哈拉-阿拉伯动物群的进化史起到了关键作用：其一是阿拉伯半岛与非洲在晚渐新世的分离及红海的形成，其二是阿拉伯板块与安纳托利亚构造板块在早中新世的碰撞，导致了所谓的“嵌齿象陆桥”的形成，促进了非洲和欧亚大陆之间的首次动物交流。
2 材料与方法
2.1 物种采样、DNA提取与测序
本研究新分析了扁平蛇属（Platyceps）115个组织样本，代表了目前公认33个物种中的19个，覆盖了该属已知的全部分布范围。此外，从GenBank检索了代表该属11个物种的54个样本的序列。样本总数包括169个已测序的Platyceps样本。使用Geneaid或Qiagen提取试剂盒从组织样本中提取基因组DNA。通过PCR扩增并双向测序四个线粒体基因（12S核糖体RNA[12S]、细胞色素b[cytb]、细胞色素c氧化酶亚基1[COI]、NADH脱氢酶亚基4[ND4]及相邻的tRNA）和两个核基因（卵母细胞成熟因子MOS[c-mos]、神经营养蛋白-3[NT3]）。
2.2 序列比对与系统发育分析
使用MAFFT在线版对每个基因分别进行比对。基于六个基因串联的数据集，进行了最大似然法和贝叶斯推断系统发育分析。最大似然分析使用IQ-TREE在线版进行，数据集按基因分区，并在分析过程中自动为所有分区选择最佳替换模型。使用超快自举法和SH-近似似然比检验评估分支支持。贝叶斯推断树在BEAST v2.6.7中构建，使用简化进化模型，运行三次，每次5000万代。
2.3 分化时间估计
使用BEAST v2.6.7推断时间标定树。对数据集进行修剪，包含每个Platyceps物种的一个代表。使用可逆跳跃RB+G替换模型，对所有分区应用严格分子钟模型。使用两个先前应用于该游蛇科支系分化时间估计的校准点：Hemorrhois属内的基部分化，以及Hierophis、Eirenis和Orientocoluber属的分裂。
2.4 生物地理学分析
使用BioGeoBEARS R包估算该属的历史分布范围和生物地理起源。输入为时间标定分析生成的系统发育树，修剪后仅包含内群物种。将该属的现代分布划分为四个离散的生物地理区域：（i）扎格罗斯山脉以东的南亚；（ii）阿拉伯半岛；（iii）非洲；（iv）包括黎凡特、安纳托利亚、伊拉克及东南欧在内的西亚。使用扩散-灭绝-分支演化模型进行祖先重建。
3 结果
3.1 系统发育关系
系统发育树显示，Platyceps属为单系群，得到强烈支持。两个印度物种P. josephi和P. plinii构成了一个支系，是所有其他Platyceps物种的姊妹群。其余物种可分为三个主要支系：ventromaculatus支系、florulentus支系和karelini支系。
Ventromaculatus支系包含五个来自南亚和中亚的物种，形成一个得到良好支持的支系。Florulentus支系是物种最丰富的支系，包含两个东北非物种（P. florulentus和P. taylori）以及分布于从巴尔干半岛经安纳托利亚、黎凡特到伊朗西部的P. najadum和P. collaris，还有一个由阿拉伯物种组成的集群。Karelini支系包含四个物种：P. saharicus、P. rogersi、P. rhodorachis和P. karelini。
3.2 分化时间估计与生物地理历史
时间标定树与串联数据集的拓扑结构一致。该属内的多样化始于早中新世，大约在19.9百万年前，此时plinii支系的祖先分离。三个主要支系（ventromaculatus、florulentus和karelini）在18.6百万年前分离。随后，ventromaculatus支系的冠部分化发生在15.8百万年前，florulentus支系在17.5百万年前，karelini支系在14.7百万年前。
DEC+J模型被选为最佳拟合的生物地理模型。生物地理重建表明，plinii支系和ventromaculatus支系的祖先很可能起源于南亚。karelini支系最可能的起源地也是南亚，尽管西亚起源或其组合的可能性不能排除。florulentus支系的起源则较为模糊。整个Platyceps属最可能起源于亚洲。
4 讨论
4.1 Platyceps属内的系统发育关系
本研究结果表明该属分为四个主要支系：plinii支系、ventromaculatus支系、florulentus支系和karelini支系。
Plinii支系是该属其余物种的姊妹群，在我们的采样中由两个印度物种P. plinii和P. josephi代表。Ventromaculatus支系包含五个南亚和中亚物种，很可能还包括本研究未获得的P. noeli和P. sindhensis。研究结果证实了P. bholanathi是该支系内所有其他物种的姊妹种，而非仅与P. gracilis相关。研究还明确了P. ladacensis与P. rhodorachis关系并不密切，是一个有效物种。研究推断P. ventromaculatus的分布并未向西延伸越过伊朗高原到达美索不达米亚。此外，来自中亚的样本代表一个深度谱系，暂定为Platyceps‘sp. Central Asia’。
Florulentus支系是物种最丰富的支系。两个非洲姊妹种P. florulentus和P. taylori形成一个支系，是该支系其余成员的姊妹群。P. najadum和P. collaris形成一个亚支系。P. atayevi和P. schmidtleri均嵌套在P. najadum的种内变异中，因此不应被视为 distinct species。阿拉伯物种组成的亚支系内部关系复杂，P. v. manseri可能需要重新提升为种级，而P. thomasi和P. variabilis可能是同种的。
Karelini支系包含四个物种：P. karelini、P. rogersi、P. saharicus和P. rhodorachis。P. karelini是该支系内第一个分化的。P. rogersi和P. saharicus是姊妹种。研究扩展了P. rogersi的地理范围。P. rhodorachis是该支系分布最广的物种，被划分为几个与地理起源密切相关的遗传谱系。研究推断P. rhodorachis并未向东北延伸越过扎格罗斯山脉到达伊朗高原。神秘物种P. insulanus的模式标本被发现深嵌于P. rhodorachis内部，因此本研究正式将Platyceps insulanusMertens, 1965 归为Platyceps rhodorachisJan, 1863的同物异名。
4.2 Platyceps属的历史生物地理学
根据时间标定系统发育分析和生物地理重建的综合结果，Platyceps属的冠部分化发生在大约19.9百万年前，此时plinii支系的祖先与该属其余物种的祖先分离。生物地理重建表明该谱系起源于南亚，突出了印度次大陆作为Platyceps属早期多样化重要中心的地位。
三个主要支系（ventromaculatus、florulentus和karelini）在18.6百万年前分离，一些谱系开始了独立的西向扩散。这种扩散很可能得益于并可能由大约19百万年前连接非洲-阿拉伯和欧亚大陆的“嵌齿象陆桥”的存在所促进。
Ventromaculatus支系留在原地并在中亚和南亚多样化。相比之下，karelini支系在大约14.7百万年前从南亚向西扩散。两个支系的冠部分化（ventromaculatus支系平均估计15.8百万年前，karelini支系14.7百万年前）可能与导致晚中新世山脉隆升的非洲和欧亚大陆主要碰撞有关。karelini支系的物种随后殖民了中东和阿拉伯半岛，并到达非洲。P. saharicus和P. rogersi的共同祖先通过西奈半岛的北部路线殖民非洲，而P. rhodorachis的现代分布表明该物种通过红海南部的曼德海峡南部路线殖民非洲大陆。
Florulentus支系包含了最成功的扩散者。在早中新世阿拉伯和亚洲碰撞后，“嵌齿象陆桥”形成，并允许了这两个地区之间的首次动物交流。Platyceps蛇类在非洲、阿拉伯和欧洲之间的扩散和物种形成似乎受到了“嵌齿象陆桥”暂时断开的影响。本数据集仅有的两个严格意义上的非洲物种（P. florulentus和P. taylori）可能利用这种断开扩散到非洲之角，并在中中新世分化。非洲/阿拉伯和欧亚大陆之间的连接在大约15百万年前第二次更新，这使得包含P. najadum和P. collaris的谱系得以分离，并通过安纳托利亚半岛向欧洲和高加索地区扩张。florulentus支系最后一个支系内的物种形成很可能是由晚中新世形成阿拉伯半岛的地质过程和随后的气候变化触发的。
Platyceps属内的几个主要多样化和扩散事件发生在中中新世，这是西南亚和北非日益干旱化和从湿润到干燥栖息地过渡的时期。考虑到Platyceps物种对干旱环境的适应性，这种向更干旱气候的总体转变可能触发了该属内的物种形成过程，并促成了如今Platyceps物种多样性在干旱系统中最高的事实。
4.3 总结性分类学评述
本研究对Platyceps的系统发育和生物地理学提供了全面的见解，并阐明了该属内的一些系统学问题。我们对一些广泛接受的分类单元的有效性提出了质疑，同时也提供了证据表明某些目前被视为 junior synonym 的名称可能需要恢复。我们的研究结果表明：
- 1.
Platyceps ladacensis与P. ventromaculatus关系密切，而非P. rhodorachis，应被视为有效物种。
- 2.
中亚存在一个 distinct species，暂定为Platyceps‘sp. Central Asia’。
- 3.
Platyceps atayevi和P. schmidtleri应被视为P. najadum的同物异名或亚种。
- 4.
Platyceps thomasi和P. variabilis可能是同种的，P. variabilis manseri可能需要提升为种级。
- 5.
Platyceps insulanus被正式归为P. rhodorachis的同物异名。
- 6.
最近描述的P. rhodorachis复合体内的物种（P. gallagheri、P. hajarensis和P. masirae）的有效性值得怀疑。
