地理分布格局和环境因子对中华蟾蜍形态变异的影响

来源 :华中师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jematrix
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物种形态的发生始于外界环境的刺激,在各种选择压力下同一物种的不同地理种群间可能会产生隔离分化或局部适应,从而出现形态变异。在系统地理学中,大部分研究选择基于mtDNA或微卫星分子标记的方法进行系统发育分析,从分子生态学的角度去解释形态变异,而从宏观生态学角度解释形态变异的研究相对较少,尤其是地理分布格局和环境因子对形态变异的影响。本文以中国境内广域分布的中华蟾蜍(Bufogargarizans)为研究对象,在其分布区域内采集40个地理种群,共计400个样本,其中雄性226个,雌性174个。对每个样本进行形态指标度量,得到4项基础形态变量和3项组合形态变量(Mass/SVL、L1/SVL、L2/SVL、L3/SVL和L4、L、LH)。鉴于两栖类在形态上普遍存在性二型,按性别和地理分布将400个样本分为38个雄性地理种群和35个雌性地理种群(部分采样点中存在全雌或全雄的情况)。基于4项基础形态变量,分别对雌雄地理种群进行形态聚类,并对聚类结果进行判别分析和PCA验证,得到雌雄各3个类群:Male1、Male2、Male3和Female1、Female2、Female3。以聚类结果作为分组依据,对各类群间的基础形态变量和组合形态变量进行单因素方差分析和两两比较,得出各类群间存在的形态变异。基于形态差异分析的结果,对各类群的地理分布格局、生境类型和环境因子进行模式探究,尝试从生态学的角度用地理分布格局、生境类型、环境因子以及生态位分布模型去解释中华蟾蜍各类群间存在的形态变异。同时,也试图以本文的探究结果对局部适应(Local adaptation)理论给出一些参考建议。结合本文对中华蟾蜍各类群间形态变异的分析结果,以及各类群间的地理分布、生境类型和环境因子探究,可以总结为以下5点:(1)各类群间的形态变异主要出现在Male3和Female3类群与另外4个类群之间,均表现为身体重量、后肢总长、胫骨长以及运动跳跃能力的差异。(2)在地理分布上,Male3和Female3类群位处横断山脉,其地理位置的隔离、独特的动物区系特征以及单一的地理分布格局可能是造成各类群间出现形态变异的原因之一。(3)在生境类型上,Male3和Female3类群所属的生境类型较为单一,其中宏观生境中的主要植被类型为针叶林和高山草甸,主要植被区划为亚热带常绿阔叶林区域和亚热带山地寒温性针叶林地;微生境为高山草甸的水坑或溪流。推测单一的生境类型(宏观生境和微生境)可能是造成各类群间出现形态变异的原因之一。(4)在环境因子上,年平均温度(AT)与形态变量之间显著相关,并能够在一定程度上解释和预测各类群间形态变异的来源和趋势,可以认为年平均温度(AT)是各类群间形态变异的主要因子之一。(5)结合地理分布格局和环境因子,对中华蟾蜍现今潜在分布区(生态位分布)进行预测。模型预测结果显示,Male3和Female3类群所拥有的生态位少于其他类群。综上所述,通过对中华蟾蜍各类群间的地理分布和生境类型探究,可以推测地理分布和生境类型的差异可能是各类群间出现形态变异的原因之一。通过对各类群间的环境因子探究,可以认为年平均温度(AT)的差异是各类群间出现形态变异的原因之一。结合地理分布格局和环境因子,可以认为各类群间生态位分布的差异可能是形态变异的原因之一。综合本文的研究结果,猜测中华蟾蜍各地理种群间的形态在不同的地理环境压力下,出现了局部适应。
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