文章轉(zhuǎn)載于:中國(guó)科學(xué)院昆明動(dòng)物研究所 http://www.kiz.cas.cn/xwzx/kydt/202004/t20200428_5565307.html
中國(guó)南方和東南亞地區(qū)地處濕潤(rùn)的熱帶和亞熱帶區(qū)域,橫跨4個(gè)全球生物多樣性熱點(diǎn)地區(qū):喜馬拉雅 (Himalaya)、中國(guó)西南山地 (Mountains of Southwest China)、印度-緬甸 (Indo-Burma) 和巽他古陸 (Sundaland)。該區(qū)域多樣化的生態(tài)系統(tǒng),復(fù)雜多變的地形,為生物的生存提供了廣泛的生態(tài)位,也為其擁有較高的物種多樣性創(chuàng)造了條件。然而,近年來(lái)隨著人口數(shù)量的不斷增加和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,這些區(qū)域的森林砍伐、棲息地破壞和環(huán)境污染等現(xiàn)象日益加劇,嚴(yán)重威脅生物的生存,很多物種可能還沒(méi)有來(lái)得及被發(fā)現(xiàn)就已經(jīng)滅絕。因此,在這一區(qū)域開(kāi)展生物多樣性的研究、獲得其系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)顯得尤為重要。
湍蛙屬 (Amolops) 物種為一類(lèi)生活于湍流的特殊蛙類(lèi),隸屬于兩棲綱Amphibia,無(wú)尾目Anura,蛙科Ranidae,廣泛分布于中國(guó)南方、喜馬拉雅山、中南半島和馬來(lái)半島區(qū)域,當(dāng)前包括60種,是蛙科物種多樣性重要的組成部分。由于其分布廣、物種多樣性高,一個(gè)全面而廣泛的物種多樣性評(píng)估研究極具挑戰(zhàn)。此外,對(duì)湍蛙屬的系統(tǒng)學(xué)研究從上個(gè)世紀(jì)末開(kāi)始,主要依據(jù)形態(tài)學(xué)特征對(duì)湍蛙進(jìn)行種組劃分,并經(jīng)歷多次變動(dòng)。近些年,基于Sanger測(cè)序獲得的基因片段,湍蛙屬系統(tǒng)發(fā)育研究取得了一定進(jìn)展,重新厘定了一些物種所處的種組位置,但是湍蛙屬內(nèi)部的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系、特別是基部支系,一直沒(méi)有得到很好的解決。因此亟待開(kāi)展一個(gè)全面的物種多樣性和系統(tǒng)發(fā)育研究。
中國(guó)科學(xué)院昆明動(dòng)物研究所車(chē)靜研究組,通過(guò)系統(tǒng)的野外考察和長(zhǎng)期的積累,并聯(lián)合國(guó)內(nèi)外多家單位科研人員開(kāi)展了廣泛的合作交流,共獲得136份湍蛙屬物種的樣品,結(jié)合NCBI中的數(shù)據(jù),共囊括了44個(gè)已知物種 (占已描述物種的3/4) 和多個(gè)未定種,基于線(xiàn)粒體數(shù)據(jù) (COI、16S和ND2) 和探針雜交富集 (Hybrid enrichment) 的高通量測(cè)序方法獲得批量核基因序列 (330個(gè)核基因),以此構(gòu)建了湍蛙屬的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系,對(duì)其多樣性、種組劃分和系統(tǒng)演化進(jìn)行了探討,提出了新的見(jiàn)解。主要結(jié)果如下:
1. 湍蛙屬存在高的隱存多樣性 (圖1):例如喜馬拉雅地區(qū)存在大量的隱存物種。本研究中疑似新種存在9個(gè)。
2. 基于最新的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系,并結(jié)合形態(tài)和地理分布特征,對(duì)湍蛙屬種組進(jìn)行了重新厘定,厘定后共8個(gè)種組 (圖1):研究結(jié)果支持華南湍蛙種組 (A. ricketti group)、戴云湍蛙種組 (A. daiyunensis group) 和海南湍蛙種組 (A. hainanensis group) 的單系性,進(jìn)一步恢復(fù)了山湍蛙種組 (A. monticola group) 的單系性;證實(shí)了西域湍蛙 (A. marmoratus group) 和四川湍蛙 (A. mantzorum group) 是并系群,同時(shí)為了消除西域湍蛙和四川湍蛙種組的并系,并結(jié)合形態(tài)特征,建立了一個(gè)新的種組A. viridimaculatus group;將"Dubois' (1992)"建立的亞屬Amo變成A. larutensis group。
3. 繪制了湍蛙屬的時(shí)空演化模式 (圖2):湍蛙屬起源于中南半島和馬來(lái)半島,隨后擴(kuò)散到喜馬拉雅山和中國(guó)南方,推測(cè)更新世/中新世時(shí)期印度洋板塊和歐亞板塊碰撞造成的地形異質(zhì)性以及中新世的氣候變化影響了湍蛙屬的多樣化模式。
上述研究成果以“A combined approach of mitochondrial DNA and anchored nuclear phylogenomics sheds light on unrecognized diversity, phylogeny, and historical biogeography of the torrent frogs, genus Amolops (Anura: Ranidae)”為題,發(fā)表于Molecular Phylogenetics and Evolution (文章鏈接https://doi.org/10.1016/j.ympev.2020.106789),該論文第一作者為吳云鶴 (昆明動(dòng)物研究所博士研究生),通訊作者為車(chē)靜研究員。該工作在研究過(guò)程中得到了中國(guó)西南野生生物種質(zhì)資源庫(kù)動(dòng)物分庫(kù)(國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施專(zhuān)項(xiàng))、國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目 (NSFC 31672268)、中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專(zhuān)項(xiàng)A (XDA19050303)、中科院東南亞生物多樣性研究中心 (Y4ZK111B01: 2017CASSEABRIQG002) 和中科院國(guó)際合作伙伴計(jì)劃 (152453KYSB20170033) 等相關(guān)項(xiàng)目支持。
圖1 湍蛙屬的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系評(píng)估。A圖是基于線(xiàn)粒體數(shù)據(jù) (COI、16S和ND2),B圖是基于雜交富集數(shù)據(jù)。
圖2 湍蛙屬的時(shí)空演化模式