近日,我院陈中正团队与中国科学院昆明动物研究所、广州大学等单位合作,在黑齿鼩鼱族(Blarinellini)系统演化与谱系地理学研究方面取得新进展。研究成果以“Geographic isolation and climatic heterogeneity shape the genetic diversity of Blarinellini (Eulipotyphla: Soricidae) in the Hengduan Mountains”为题,发表于国际动物学期刊Vertebrate Zoology(中科院动物学一区)。研究系统分析了覆盖黑齿鼩鼱族全部2属4个已知物种的272份样品,揭示该类群具有被低估的遗传多样性,并发现河流阻隔、“天空之岛”破碎化与气候变化可能共同驱动其谱系分化。安徽师范大学生态与环境学院生态学专业2023级硕士研究生刁海欣为论文第一作者,陈中正副教授、广州大学何锴教授和中国科学院昆明动物研究所蒋学龙研究员为共同通讯作者,安徽师范大学为论文第一单位。
黑齿鼩鼱族是一类主要分布于我国中西部山地森林中的小型食虫哺乳动物。横断山区高山与深切河谷相间,形成典型的“天空之岛”系统。对于体型小、扩散能力有限的黑齿鼩鼱而言,山脉、河流和低海拔盆地容易阻断种群间的基因交流,使其成为研究山地地形与气候变化如何推动谱系分化的理想类群。研究团队历时多年开展野外调查和标本采集,整合线粒体与核基因等多位点数据,结合系统发育、群体遗传结构、分化时间估算和生态位建模等方法开展分析。结果显示,川鼩(Blarinella quadraticauda)内部存在5个、狭颅黑齿鼩鼱(B. wardi)内部存在4个高度分化的地理支系。各主要支系间没有共享单倍型,大部分遗传变异集中在支系之间,表明它们经历了长期的地理隔离,也提示现行分类可能低估了该类群的进化多样性。
分子定年结果表明,黑齿鼩鼱族于中新世中期(约1820万年前)起源;川鼩与狭颅黑齿鼩鼱的分化则发生在中新世-上新世之交(约530万年前)。而绝大多数种内支系的分化集中于更新世(240万年以来),这一时段与第四纪冰期-间冰期气候旋回显著加剧的时期高度吻合,提示气候变化是该类群近期分化的核心驱动力。进一步研究显示,不同景观屏障在黑齿鼩鼱族多个演化尺度上均发挥了重要作用。古金沙江大致构成川鼩与狭颅黑齿鼩鼱的分布界限;澜沧江、怒江等深切河谷则将狭颅黑齿鼩鼱的不同支系分隔于各自水系间;川鼩可能沿滇南至越南北部的东、西两条山地通道向北扩散,而四川盆地低海拔的不适宜生境则抑制了各支系间的基因流动。生态位模拟显示,横断山区在末次间冰期、末次盛冰期及现代均保有长期稳定的适宜生境。然而,种群扩张信号仅见于少数支系,多数支系长期维持稳定规模,表明横断山区既作为稳定生境保存了古老谱系,发挥“避难所”功能;又借助“天空之岛”的地理隔离和气候驱动的生境重组不断催生新的多样性,发挥着生物多样性“摇篮”的角色。
该研究在广泛获取样品的基础上,系统揭示黑齿鼩鼱族的遗传多样性和演化历史,也为理解横断山区“天空之岛”中小型哺乳动物的隔离分化机制提供了科学依据。研究得到了第二次青藏高原综合科学考察研究(STEP)项目(2024QZKK0200)和国家自然科学基金(32570523)的资助。
论文链接:https://doi.org/10.3897/vz.76.e188776
图1 黑齿鼩鼱族样品采样分布图
图2 黑齿鼩鼱族系统发育树
图3川鼩与狭颅黑齿鼩鼱在现代、末次盛冰期(LGM)和末次间冰期(LIG)的潜在分布区模拟
图4 狭颅黑齿鼩鼱(Blarinella wardi)生态照