丽斑麻蜥与山地麻蜥的起源、种群遗传学和比较系统地理学

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丽斑麻蜥(Eremias argus)和山地麻蜥(E. brenchleyi)在后者的整个分布区域内常常共同栖息在一起。本研究分别测定了来自于华北中部和北部地区丽斑麻蜥9个种群106个标本和山地麻蜥5个种群45个标本的线粒体cytt b基因部分序列,并由此定义了丽斑麻蜥的53个单倍型和山地麻蜥的27个单倍型。研究显示,只有山地麻蜥遵循基因流的踏脚石扩散模型(stepping-stone model of dispersal)。通过分段式贝叶斯系统发生分析(Partitioned Bayesian phylogenetic analysis),揭示出丽斑麻蜥和山地麻蜥互为单系,两个物种之间的分化时间大约在4.1±1.2百万年前。山地麻蜥单倍型的地理结构比丽斑麻蜥更加显著,并且被黄河和太行山分隔为四个单倍型群组。本研究发现两种麻蜥的种群内遗传多样性指数和纬度与经度都没有相关性,并且两个物种都具有显著的种群间遗传结构(E. argus:ΦST=0.608, P<0.001; E. brenchleyi:ΦSt=0.925, P<0.001)。山地麻蜥有四个独立的管理单元,而丽斑麻蜥在整个分布范围内有更为均一的遗传结构。数据显示:(1)在北美和欧洲所看到的由于在冰后期扩散而导致的物种遗传多样性北方比南方地区较低的现象在这两种麻蜥中并不存在;(2)黄河和太行山可能只对山地麻蜥充当基因流的重要障碍;(3)两种麻蜥由于生境的喜好和扩散能力的差异而导致遗传结构的不同。本研究还分别测定了来自丽斑麻蜥9个种群128个标本和山地麻蜥5个种群46个标本的线粒体ND4基因部分序列,其中丽斑麻蜥有44个单倍型、山地麻蜥有33个单倍型。研究显示,仅山地麻蜥遵循基因流的踏脚石扩散模型(stepping-stone model of dispersal)。通过分段式贝叶斯系统发生分析,表明丽斑麻蜥和山地麻蜥互为单系。山地麻蜥单倍型的地理结构比丽斑麻蜥更加显著,并且被黄河和太行山分隔为四个单倍型群组。两种麻蜥种群内的遗传多样性指数和纬度都没有相关性,并且两个物种都具有显著的种群间遗传结构(E. argus:ΦST =0.594, P<0.001; E. brenchleyi:ΦST=0.908, P<0.001)。本研究也用16S基因推断两种麻蜥迁移到东亚的路线和确定卵胎生是否为麻蜥属的祖先繁殖模式。数据显示:(1)现存中国的8种麻蜥中的卵胎生物种是由卵生物种进化而来的;(2)丽斑麻蜥和山地麻蜥起源于中亚;(3)在两种麻蜥的物种分布区内都发现了冰期多重避难所;(4)山地麻蜥的种群历史显示出自最近共同祖先的时间以来,经历了一个长期种群大小下降的过程,而丽斑麻蜥则主要表现为自最近共同祖先以来,除了最近一次冰期阶段种群大小出现一定程度降低外,其他时间内种群大小基本比较稳定、并总体表现为缓慢增长的趋势。为了探测东亚地区冰期避难所的具体位置,本研究在原有基础上增加了采样点,测定了来自中国北方的丽斑麻蜥16个种群180个标本的线粒体cyt b基因部分序列,由此定义了丽斑麻蜥的80个单倍型。数据显示,种群内遗传多样性指数与纬度没有相关性,该物种具有显著的种群间遗传结构(φST=0.683,P<0.001)。研究表明:(1)黄河、秦岭和太行山脉均不能作为丽斑麻蜥种内基因流的重要障碍;(2)丽斑麻蜥的冰期多重避难所可能有5个,分别位于东北平原、长江下游地区、关中平原、黄土高原东部边缘和鄂尔多斯高原;(3)在避难所内发现了一些潜在的种群间的迁移;(4)丽斑麻蜥的种群历史主要表现为从最近共同祖先开始经历了一个长期而缓慢的种群增长过程。
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