曾元,張鶚,谷金輝,林剛,張家波
摘要:為探討紅尾荷馬條鰍(Homatula variegata)不同地理居群之間的形態(tài)差異,對采自黃河上游、長江中游、長江上游和珠江上游的78尾標(biāo)本的18個可量性狀進(jìn)行主成分分析。依據(jù)分析結(jié)果,結(jié)合對其鱗片覆蓋狀況、腸型、體色等形態(tài)型的檢視,重新評價了該物種的分類地位。研究結(jié)果顯示,珠江上游居群應(yīng)該由亞種提升為一個獨立的種;長江上游嘉陵江和雅礱江標(biāo)本的差異明顯,分別代表了兩個不同的物種,即貝氏荷馬條鰍(H. berezowskii)和紅尾荷馬條鰍;而此次檢視的長江中游漢江水系標(biāo)本比較少,分類地位尚無法確定,需要進(jìn)一步研究;黃河上游的標(biāo)本不同于紅尾荷馬條鰍和貝氏荷馬條鰍,為一個未命名的物種。
關(guān)鍵詞:紅尾荷馬條鰍(Homatula variegata);形態(tài)差異;分類地位
中圖分類號:S917.4;Q959.46+8文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:0439-8114(2012)05-0972-05
Morphological Variation in the Loach Species Homatula variegata(Balitoridae), with Notes on Its Taxonomic Status
ZENG Yuan1,ZHANG E2,GU Jin-hui2,LIN Gang3,ZHANG Jia-bo1
(1. Fishery College, Huazhong Agricultural University, Wuhan 430070, China; 2. Institute of Hydrobiology, the Chinese Academy of Sciences, Wuhan 430072, China; 3. Fishery Administration Bureau of Hubei Province, Wuhan 430060, China)
Abstract: In order to investigate the morphological variations among different Homatula variegata populations, principal component analysis (PCA) was performed for 18 morphometric measurements which obtained from 78 specimens of H. variegata from the upper Yellow River drainage, the upper and middle Yangtze River drainage, and the upper Pearl River drainage. The taxonomic status of this species are reevaluated based on the PCA analysis and other features, such as the intestinal coiling pattern, body coloration and squamation. The results showed that the specimens currently recognized as H. variegata longidoralis should be regarded as a separate species; The specimens currently identified as H. variegata from the upper Yangtze River drainage represent two distinct species, i.e. H. berezowskii and H. variegata; The taxonomic status of the specimens from the Hanjiang River of the middle Yangtze River drainage remains still undetermined because the specimens detected in it were less; The specimens from the upper Yellow River drainage represent an unnamed species.
Key words: Homatula variegata; morphological variation; taxonomic status
荷馬條鰍屬(Homatula)隸屬于鯉形目(Cypriniformes)爬鰍科(Balitoridae)條鰍亞科(Nemacheilinae)。條鰍亞科是一個物種非常豐富的類群,目前包括33~35個屬共500多個物種,分布于歐洲、亞洲和非洲東北部[1,2],其種類如此豐富的原因是該類群魚類對各種生境都有著廣泛的適應(yīng)性,在山區(qū)溪流分布尤為豐富。條鰍亞科在我國有180多個物種,隸屬于15屬[3,4]。然而,中國條鰍亞科物種多樣性可能被低估。近幾年來,隨著研究的深入,新的物種不斷被發(fā)現(xiàn)[5,6]。
荷馬條鰍屬是我國特有類群,目前共包含10個種,即尖頭荷馬條鰍(H. acuticephala)、洱海荷馬條鰍(H. erhaiensis)、寡鱗荷馬條鰍(H. oligolepis)、擬鰻荷馬條鰍(H. anguilloides)、烏江荷馬條鰍(H. wujiangensis)、短體荷馬條鰍(H. potanini)、紅尾荷馬條鰍(H. variegata)、多鱗荷馬條鰍(H. pycnolepis)、南盤江荷馬條鰍(H. nanpanjiangensis)和貝氏荷馬條鰍(H. berezowskii)[7],它們廣泛分布于我國黃河、長江、珠江和瀾滄江水系[8]。目前多數(shù)中國學(xué)者將這些種類歸入副鰍屬(Paracobitis),此屬實際上是西亞(West Asia)特有類群。國外學(xué)者指出,中國副鰍屬種類應(yīng)該屬于自己的屬級類群,即荷馬條鰍屬(Homatula)[1,9,10],故本研究使用荷馬條鰍屬作為中國種類的有效名稱。
傳統(tǒng)上界定的紅尾副鰍(Paracobitis variegatus)(或廣義紅尾荷馬條鰍)是一個廣泛分布的物種,目前已知的分布地包括黃河、長江和珠江水系[8,11-13]。然而,目前對紅尾副鰍的分類存有爭議。Yang等[11]認(rèn)為,珠江上游的標(biāo)本與其他水系的標(biāo)本存在一定的差異,將其命名為紅尾副鰍的一個亞種,即長背副鰍(P. variegata longidorsalis)。Hu等[7]指出,珠江上游的標(biāo)本與其他水系標(biāo)本的差異并不顯著,其亞種分類地位不成立;同時他們還認(rèn)為,長江上游的標(biāo)本存在兩種不同的形態(tài),分別代表兩個不同的物種,即紅尾荷馬條鰍和貝氏荷馬條鰍,而黃河水系的標(biāo)本可能是一個未被描述的物種,可是并沒有為這些結(jié)論提供詳細(xì)論證。鑒于此,本研究系統(tǒng)地檢視了黃河上游(渭河)、長江中游(漢江)、長江上游(嘉陵江和雅礱江)和珠江上游(南盤江)水系的標(biāo)本,其目的在于進(jìn)一步探討廣義紅尾荷馬條鰍的分類地位。
1材料與方法
1.1材料
所檢視的78尾紅尾荷馬條鰍標(biāo)本來自中國科學(xué)院水生生物研究所淡水魚類博物館以及中國科學(xué)院昆明動物研究所。標(biāo)本采集地、數(shù)目和體長統(tǒng)計見表1。
1.2形態(tài)度量方法
分別用數(shù)字游標(biāo)卡尺(精確度為0.1 mm)度量18個框架結(jié)構(gòu)可量性狀:體長(Standard length,SL)、體高(Body depth,BD)、頭長(Head length,HL)、背鰭長(Dorsal-fin length,DL)、胸鰭長(Pectoral-fin length,PL)、腹鰭長(Pelvic-fin length,VL)、臀鰭長(Anal-fin length,AL)、背鰭前長(Predorsal length,PDL)、胸鰭前長(Prepectoral length, PPL)、腹鰭前長(Prepelvic length,PVL)、臀鰭前長(Preanal length,PAL)、尾柄長(Caudal peduncle length,CPL)、尾柄高(Caudal peduncle depth,CPD)、頭高(Head depth,HD)、頭寬(Head width,HW)、眼徑(Eye diameter,ED)、吻長(Snout length,SNL)、眼間距(Interorbital width,IW),數(shù)據(jù)統(tǒng)計見表2。
1.3分析方法
用SPSS 17.0軟件對可量性狀進(jìn)行主成分分析(Principal component analysis)。原始數(shù)據(jù)采用對數(shù)轉(zhuǎn)換以除去異速生長(Allometries),根據(jù)方差—協(xié)方差矩陣(Variance-covariance matrix)提取主成分,依據(jù)初始因子載荷矩陣(Component matrix)判斷載荷較大的可量性狀組成,對比載荷差異最大的一種或幾種性狀分析差異性。用Microsoft Excel 2003軟件作圖。
2結(jié)果與分析
2.14個地理居群的紅尾荷馬條鰍標(biāo)本的主成分分析
紅尾荷馬條鰍4個地理居群標(biāo)本可量性狀前3個主成分(PC1、PC2和PC3)的載荷及其方差累積貢獻(xiàn)率見表3,第二主成分(PC2)和第三主成分(PC3)載荷二維散點圖見圖1a。從圖1a中不難看出,在PC2軸上4個地理居群形成了兩個明顯的聚群(長江上游的嘉陵江標(biāo)本和雅礱江標(biāo)本結(jié)合形態(tài)檢視進(jìn)行區(qū)分):珠江上游標(biāo)本和長江上游的雅礱江標(biāo)本組成了第一聚群;黃河上游、長江中游和長江上游的嘉陵江標(biāo)本組成了第二聚群。從表3中第一聚群主成分分析數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn),PC2載荷值最大的兩個性狀是頭長和尾柄高。為了顯示這兩個聚群之間的形態(tài)差異,對這兩個性狀分別作其與體長關(guān)系的二維分布圖(圖2)。由圖2可以看出,這兩個聚群在頭長和尾柄高上存在明顯的差異,珠江上游和長江上游雅礱江的標(biāo)本比黃河上游、長江中游漢江和長江上游嘉陵江的標(biāo)本具有更長的頭長和更高的尾柄。
對第一聚群所包含的地理居群(珠江上游和長江上游的雅礱江)標(biāo)本的可量性狀進(jìn)行主成分分析,所得可量性狀前3個主成分的載荷及其方差累積貢獻(xiàn)率見表3,PC2和PC3載荷二維分布圖見圖1b。從圖1b中可以發(fā)現(xiàn),無論是在PC2軸還是在PC3軸上,都不可以將珠江上游地理居群與長江上游的雅礱江地理居群分開。
對第二聚群所包含的地理居群(黃河上游、長江中游和長江上游的嘉陵江)標(biāo)本的可量性狀進(jìn)行主成分分析,所得可量性狀前3個主成分的載荷及其方差累積貢獻(xiàn)率見表3,PC2和PC3載荷二維分布圖見圖1c。從圖1c中可以發(fā)現(xiàn),無論是在PC2軸還是在PC3軸上,都不可以將黃河上游、長江中游和長江上游的嘉陵江3個地理居群分開。但是,長江中游的漢江標(biāo)本與長江上游的嘉陵江標(biāo)本完全重疊,二者部分與黃河上游的渭河標(biāo)本重疊。從表3中第二聚群主成分分析數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn),PC2載荷值最大的兩個性狀是眼間距和尾柄長。為了顯示這3個地理居群之間的形態(tài)差異,分別作眼間距與頭長、尾柄長與體長關(guān)系的二維分布圖(圖3)。由圖3可以看出,黃河上游標(biāo)本的眼間距與頭長之比、尾柄長與體長之比均小于長江中游和長江上游的嘉陵江標(biāo)本。
2.24個地理居群的紅尾荷馬條鰍外觀差異
4個不同地理居群的紅尾荷馬條鰍標(biāo)本在體色式樣、尾鰭形狀以及被鱗狀態(tài)方面存在細(xì)小的差異(圖4)。黃河上游居群體側(cè)垂直條紋寬度寬于條紋間距,背鰭前體側(cè)無鱗;而長江中游的漢江標(biāo)本體側(cè)垂直條紋寬度等于或小于條紋間距,且背鰭后體側(cè)被細(xì)鱗片,二者應(yīng)該屬于不同的物種。黃河上游、長江上游的雅礱江及珠江上游的標(biāo)本成熟個體的尾鰭呈不對稱型,上葉長于下葉,長江中游的漢江與長江上游的嘉陵江尾鰭相似,為圓形。
3討論
3.1紅尾荷馬條鰍長江上游地理居群的物種分類
普遍認(rèn)為荷馬條鰍屬只有1個物種,其分布于長江上游,即紅尾荷馬條鰍[13]。目前確認(rèn)它們歸屬于荷馬條鰍屬,并認(rèn)為是紅尾荷馬條鰍的同物異名[8]。然而,Hu等[7]認(rèn)為,紅尾荷馬條鰍長江上游的標(biāo)本存在兩種不同的形態(tài)型;兩種形態(tài)型的差異是體色和體表被鱗狀態(tài),此差異表明存在兩個不同的物種,并被鑒定為紅尾荷馬條鰍和貝氏荷馬條鰍,前者在長江上游有較廣泛的分布,后者僅見于嘉陵江和漢江。本研究顯示,除了上述可見差異外,二者的尾鰭形狀也存在差異:紅尾荷馬條鰍成熟個體的尾鰭呈不對稱型,上葉長于下葉,而貝氏荷馬條鰍為圓形。此外,還發(fā)現(xiàn)長江上游的雅礱江和珠江上游標(biāo)本的頭長和尾柄高與體長之比均大于長江上游的嘉陵江、黃河上游(渭河)以及長江中游漢江的標(biāo)本。顯然,這些差異表明長江上游嘉陵江和雅礱江標(biāo)本的差異明顯,分別代表了兩個不同的物種,即貝氏荷馬條鰍和紅尾荷馬條鰍。因此,本研究支持了Hu等的結(jié)論。
3.2紅尾荷馬條鰍珠江上游地理居群的分類地位
Yang等[11]將珠江上游居群作為紅尾荷馬條鰍的一個亞種—長背荷馬條鰍(H. variegata longidorsalis),長背荷馬條鰍珠江上游居群與紅尾荷馬條鰍的區(qū)別是,前者頭部條紋少于4條、前鼻孔在短管中(紅尾荷馬條鰍在瓣膜中)、頭部及背鰭基部前端無鱗片(紅尾荷馬條鰍除了頭部全身覆蓋鱗片)。然而,Hu等[7]不同意珠江上游居群構(gòu)成紅尾荷馬條鰍的一個亞種的觀點。他們認(rèn)為,在系統(tǒng)發(fā)育物種概念下,不存在亞種分類單元。然而,值得指出的是,Hu等的研究并沒有檢視長背荷馬條鰍模式標(biāo)本,也沒有對紅尾荷馬條鰍與指名亞種長背荷馬條鰍的標(biāo)本的形態(tài)差異進(jìn)行系統(tǒng)比較分析,因此,他們的研究所得出的結(jié)論尚值得商榷。本研究檢視了長背荷馬條鰍的模式標(biāo)本(模式標(biāo)本產(chǎn)地為珠江上游的南盤江),并對這兩者源自其已知分布范圍內(nèi)標(biāo)本的形態(tài)差異進(jìn)行多變量形態(tài)度量學(xué)分析(主成分分析)。分析結(jié)果表明,紅尾荷馬條鰍珠江上游居群即長背荷馬條鰍與長江上游的雅礱江居群即紅尾荷馬條鰍雖然不存在明顯的形態(tài)差異,然而檢視長背荷馬條鰍模式標(biāo)本證實,珠江上游居群頭部條紋少于4條、前鼻孔在短管中、頭部及背鰭基部前端無鱗片,這些性狀與長江上游的雅礱江標(biāo)本不同。根據(jù)原始描述,珠江亞種的體色與長江上游的雅礱江標(biāo)本的體色也不相同。鑒于紅尾荷馬條鰍珠江上游居群與該種其他地理居群的形態(tài)存在諸多差異,因此,我們認(rèn)為這個物種應(yīng)該提升為一個獨立的種。
3.3紅尾荷馬條鰍長江中游地理居群的分類地位
有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn),副鰍屬(即荷馬條鰍屬)種類也分布于長江中游的漢江,并將其鑒定為紅尾副鰍(即紅尾荷馬條鰍)[12]。Hu等[7]認(rèn)為漢江水系的標(biāo)本與嘉陵江水系的標(biāo)本無明顯差異,屬于同一個種,并將它們鑒定為貝氏荷馬條鰍。本研究中檢視的3尾標(biāo)本采自漢江上游的支流—堵河,這些標(biāo)本在一些主要性狀如尾鰭形狀、體色式樣和體表被鱗狀態(tài)方面與嘉陵江分布的貝氏荷馬條鰍完全一致,似乎可以將它們鑒定為貝氏荷馬條鰍。但是本研究還發(fā)現(xiàn),漢江水系的標(biāo)本與嘉陵江水系的標(biāo)本在眼間距和尾柄長上存在明顯的差異。由于本研究中檢測的漢江水系標(biāo)本比較少,尚不能確定這種差異是種間差異還是種內(nèi)個體變異。因此,漢江水系標(biāo)本分類地位的確定需要檢視更多的標(biāo)本,甚至需要借助分子生物學(xué)技術(shù)。
3.4紅尾荷馬條鰍黃河上游地理居群的分類地位
多數(shù)學(xué)者將黃河上游水系的標(biāo)本鑒定為紅尾荷馬條鰍[7,11,12,14]。Yang等[11]甚至認(rèn)為紅尾荷馬條鰍的模式標(biāo)本產(chǎn)地在黃河水系。Hu等[7]基于對此模式標(biāo)本的檢視,確認(rèn)該種的模式標(biāo)本產(chǎn)地在長江上游水系;同時他們還發(fā)現(xiàn),黃河上游水系的標(biāo)本體側(cè)垂直條紋較寬,且背鰭前體側(cè)無鱗,這些性狀明顯與紅尾荷馬條鰍的不同。因此,他們指出,黃河上游水系的標(biāo)本可能是一個未被描述的物種。主成分分析結(jié)果表明,黃河上游、長江中游的漢江和長江上游的嘉陵江3個地理居群從可量性狀上難以區(qū)分,但是黃河上游的標(biāo)本與長江中游和長江上游的嘉陵江水系的標(biāo)本在外形上存在一定的差異:黃河上游居群的標(biāo)本其眼間距與頭長之比以及尾柄長與體長之比均小于貝氏荷馬條鰍嘉陵江居群;黃河上游居群體側(cè)垂直條紋寬度寬于條紋間距,尾鰭為不對稱型,上葉稍長;而漢江與嘉陵江水系的標(biāo)本體側(cè)垂直條紋寬度等于或小于條紋間距,尾鰭為圓形,且背鰭后體側(cè)被細(xì)鱗片,它們應(yīng)該屬于不同的物種。因此,我們同意Hu等的觀點,黃河上游水系目前被鑒定為紅尾荷馬條鰍的標(biāo)本是一個未被描述的物種。
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