由中国科学院昆明植物研究所孙航研究员主持的国家自然科学基金重点项目“青藏高原特殊生境中植物多样性的起源和进化机制的研究”近期通过了国家自然科学基金委组织的专家中期评估。该项目经过两年多的研究，在青藏高原特征或代表类群的进化模式、多样性形成机制以及进化速率、极端环境下物种适应机制及其繁殖生物学特征、染色体倍性进化在青藏高原极端环境下的规律等方面取得了突破性进展，获得了国家自然科学基金委和专家们的一致好评。截至目前，该项目共完成并发表论文24篇，其中在《American Journal of Botany》和《Annals of the Missouri Botanical Garden》等该领域著名期刊收录论文12篇。

为完成项目研究内容，项目组成员先后多次赴云南西北部、四川西部和西北部、西藏日喀则、昌都、林芝、山南等地区，陕西秦岭，以及吉林、辽宁、内蒙古等地进行了大量野外考察和实验材料采集工作。目前已采集植物标本2400号、DNA样品1000余号、细胞学样品100余号，完成了落新妇族鬼灯檠属（Rodgersia）全部DNA样品的采集，以及合头菊属（Syncalathium）、绢毛菊属（Soroseris）等DNA样品和细胞学样品的采集。

在青藏高原特征类群的进化模式、多样性形成机制以及进化速率研究方面，科研人员分别从青藏高原植物区系与古地中海植物区系的关系、东亚地质变迁及特有属的起源、中国植物区系中的特有性及其起源和分化等方面，对青藏高原植物区系起源和进化背景进行了研究。并对高山栎组（Quercus sect. Heterobalanus）、丛菔属（Solms-Laubachia）、角蒿属（Incarvillea）、钩毛草属（Kelloggia）、瑞香狼毒（Stellera chamaejasme）、星叶草科（Circaeasteraceae）等类群进行了分子生物地理学和系统发育生物地理学研究。结合地质历史、古植物学以及现代区系分析，论证并揭示了青藏高原植物区系与古地中海植物区系的关系以及东亚和中国特有属的起源；指出第三纪古地中海植物区系是青藏高原高山植物区系的重要源头之一；中国和东亚的特有成分主要来源于北极-第三纪、古热带第三纪和古地中海第三纪植物区系，起源时间在新第三纪以后。其中，“古地中海植物区系在青藏高原的演变”被2005年7月在维也纳召开的第17届国际植物学大会邀请发言。此外，对钩毛草属、角蒿属等特征类群进行了分子生物地理学研究，揭示了青藏高原高山植物区系的古地中海起源背景以及植物区系长距离迁移机制，取得了突出进展，相关论文发表在《American Journal of Botany》及其他国际核心期刊；其中，“角蒿属的分子系统学研究”被第17届国际植物学大会邀请作发言。

在极端环境下物种适应机制及其繁殖生物学研究方面，完成了“雪球结构”研究。对水母雪莲（Saussurea medusa）对高山极端环境的适应进行了研究。结果表明，水母雪兔子的苞片和被毛并非针对极端低温的适应结构；根据原生地数据和实验室试验数据，水母雪兔子的苞片和被毛确实具有吸热升温的功能，并且根据植物不同发育时期的外部形态特征分析和推测，其吸热功能最终归结为针对高山环境中较短生长周期的适应策略。完成了星状凤毛菊（Saussurea stella）“警戒色”研究。主要对高山草甸上同放牧有关的生态适应现象——星状凤毛菊的“警戒色”现象进行了初步研究。研究表明：星状凤毛菊在进入繁殖期时叶柄上产生红色，其主要功能是起到避免被啃食的警戒作用，对昆虫传粉吸引的作用可能为次要。在牧场上，星状凤毛菊伏地而生的体态使得风媒传粉效率很低，昆虫传粉至关重要。过度放牧时，草场牧草生长受抑制，该种植物进一步发展；反之，若牧草生长旺盛，该种则受抑制。因此，该种的“警戒色”生存策略尤为重要。

在青藏高原染色体倍性进化研究方面，对传统学说提出了不同观点。国外一些学者研究指出，在北纬60度以上多倍体发生频率为70%以上，而在北纬80度的北极圈附近多倍体可占到80%以上，因此认为植物染色体加倍产生的“预适应机制”对植物适应高海拔或高纬度极端环境有重要意义。横断山区拥有众多高山环境和较高的特有性，通常认为多倍体发生应占较高比例。但对横断山区552种被子植物染色体进行分析研究，结果恰恰相反：该区被子植物中属内多倍体发生率仅为22%。在此基础上，又对一些以横断山为分化中心的类群和特有类群的染色体资料进行分析，结果表明，即便是仅分布在高山冰缘极端环境中的特有类群如丛菔属、高山豆属（Tibetia）等，目前研究结果也都是二倍体，多倍体特别是属内多倍体在横断山植物（已知分析的种类中）扮演了非常小的角色。通过对以多倍体为主的类群如莨菪属（Anisodus）及其所属天仙子族（Hyoscyameae）进行研究，发现该族染色体的多倍化可能早在青藏高原隆升以前就已经发生，喜马拉雅的隆起及高山环境对该族的多倍体进化可能只起很小的作用。因此，该研究结果不支持传统和国外学者的推论，同时提示横断山植物区系的进化可能主要在二倍体水平上进行，多倍化可能不是其区系进化的主要动力，这对重新认识多倍体及物种进化机制具有重要意义。研究结果已分别发表在《Annals of the Missouri Botanical Garden》和《Botanical Journal of the Linnean Society》上。