謝昕宏，劉芹，崔亮偉，郭鵬*

(1. 西南林業(yè)大學(xué)生物多樣性保護(hù)與利用學(xué)院，云南省高校極小種群野生動(dòng)物保育重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，昆明650224；2.宜賓學(xué)院生命科學(xué)與食品工程學(xué)院，四川宜賓644007)

Fitzinger(1843)通過描述物種TropidonotussubminiatusSchlegel，1837(現(xiàn)名為Rhabdophissubminiatus)建立頸槽蛇屬Rhabdophis。但該屬一直未被承認(rèn)，屬內(nèi)物種被置于游蛇屬Natrixsensulato(趙爾宓等，1998)。Malnate(1960)基于鼻間鱗和半陰莖形態(tài)、上頜齒結(jié)構(gòu)、鼻孔位置、頸背縱溝、有無頸腺以及背鱗有無端窩等形態(tài)特征將原隸屬于游蛇屬Natrixsensulato的部分物種分離，恢復(fù)了Fitzinger(1843)所建立的頸槽蛇屬Rhabdophis。目前頸槽蛇屬有21種(Wallachetal.，2014)，其中，中國分布有10種(Zhuetal.，2014)。

Boulenger(1893)依據(jù)湖北省宜昌市樣本描記了頸槽蛇Rhabdophisnuchalis。江耀明和趙爾宓(1983)依據(jù)四川九龍的樣本描記了頸槽蛇九龍亞種R.nuchalispentasupralabialis。趙爾宓(1995)基于形態(tài)特征比較認(rèn)為頸槽蛇九龍亞種與指名亞種在形態(tài)上的分化已經(jīng)達(dá)到了種級(jí)水平，于是將九龍亞種提升為種，稱為九龍頸槽蛇R.pentasupralabralis。目前頸槽蛇無亞種分化。

對(duì)地理分布廣泛的蛇類進(jìn)行形態(tài)學(xué)研究，可為探索其生物多樣性提供有效的依據(jù)(Pearsonetal.，2002；Manier，2004；Devittetal.，2008；Zhongetal.，2017)。頸槽蛇廣泛分布于我國的重慶、湖北、湖南、甘肅、廣西、貴州、河南、陜西、四川和云南(趙爾宓等，1998；康祖杰等，2009；雷雋，丁利，2013)；國外分布于越南(Leetal.，2015)。該種常見于海拔620～1 860 m的馬路邊、草叢和農(nóng)田(趙爾宓等，1998)。這為研究其地理變異模式提供了理想的條件。本文通過對(duì)我國的頸槽蛇標(biāo)本進(jìn)行形態(tài)觀察、測(cè)量和統(tǒng)計(jì)分析，探索該物種的地理變異模式以及是否存在隱存種。

1 材料和方法

共觀察并測(cè)量來自重慶、湖北、湖南、甘肅、廣西、貴州、河南、陜西、四川和云南等地的61號(hào)館藏標(biāo)本(附錄Ⅰ)的吻腹長、尾長、鱗片數(shù)、色斑等44個(gè)特征(附錄Ⅱ)。吻腹長和尾長用直尺測(cè)量，精確到1 cm；其他數(shù)量特征使用游標(biāo)卡尺測(cè)量，精確到0.1 cm。腹鱗數(shù)參考Dowling(1951)的方法；為方便測(cè)量，將尾背鱗的變化位置規(guī)定為其垂直對(duì)應(yīng)的尾下鱗位置。對(duì)稱的測(cè)量型特征(如鼻鱗長)左右兩邊均測(cè)量，取其平均值；對(duì)稱的計(jì)數(shù)型特征(如上唇鱗數(shù))左右兩側(cè)均計(jì)數(shù)，但獨(dú)立分析、比較。為避免測(cè)量誤差，所有數(shù)據(jù)均由本文第一作者獨(dú)自完成。

為排除異速生長對(duì)后續(xù)分析的影響，測(cè)量型特征通過其在各分組間的回歸系數(shù)與吻腹長按一定方式調(diào)整(Guoetal.，2009；Malhotra & Thorpe，2015)后用于后續(xù)分析。大多數(shù)蛇類都存在兩性異形(Krauseetal.，2003；Gregory，2004；Vincentetal.，2004；Zhongetal.，2017)，所有特征通過單因素方差分析(One-Way ANOVA)確定雌雄間形態(tài)差異是否存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，若存在則按性別分析。

圖1 頸槽蛇地理分布及樣本采集地Fig. 1 Geographical distribution of Rhabdophis nuchalis and the localities of the specimens

依據(jù)樣本的采集地進(jìn)行分組(圖1，附錄Ⅰ)。利用單因素方差分析和單因素協(xié)方差分析(ANCOVA)篩選各組間具有顯著差異的特征；當(dāng)這些顯著差異的特征之間的相關(guān)性r>0.7時(shí)，為避免在進(jìn)行主成分分析(principal component analysis，PCA)的過程中被加權(quán)，僅選取其中一個(gè)特征(Thorpe，1976)。典型變量分析(canonical variate analysis，CVA)是用于識(shí)別能夠區(qū)分各簇的形態(tài)特征的一種重要的分析方法。CVA需要1個(gè)先研分組，但是這在不確定各樣本間的親緣關(guān)系的情況下是不適用的，因此把PCA結(jié)果形成的簇作為CVA的先研分組。為排除潛在的異方差性，敘述型特征使用該特征在PCA中的得分進(jìn)行CVA(Guoetal.，2009)。所有分析都在SPSS 17.0中進(jìn)行，P≤0.05時(shí)差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

所有測(cè)量和記錄樣本均具有15行中段背鱗和6枚上唇鱗(2-2-2)等特征，據(jù)此可以與相近物種區(qū)別，如緬甸頸槽蛇R.leonardi(17行中段背鱗)和九龍頸槽蛇(5枚上唇鱗2-2-1)等，確認(rèn)本研究所用標(biāo)本為頸槽蛇。

2.1 兩性異形

單因素方差分析結(jié)果顯示，雌性和雄性頸槽蛇在尾長、前頷片寬、頭左部下唇鱗數(shù)、頸槽結(jié)束于第幾枚背鱗、尾背鱗左部8枚至6枚的變化位置、尾背鱗右部8枚至6枚的變化位置、尾背鱗左部6枚至4枚的變化位置和尾背鱗右部6枚至4枚的變化位置等特征上的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(表1)。雄性樣本具有更多的尾下鱗、更長的尾，頸槽結(jié)束的背鱗位置更靠近頭部；雌性樣本則具有更多的下唇鱗和更寬的前頷片，尾背鱗的變化位置更靠近泄殖腔。

2.2 地理變異

頸槽蛇存在兩性異形，雌性樣本和雄性樣本分別分析。單因素方差分析和單因素協(xié)方差分析結(jié)果顯示，雄性樣本只有頭左部眶后鱗數(shù)、頭右部眶后鱗數(shù)、腹鱗數(shù)、尾下鱗數(shù)、上唇鱗黑紋的數(shù)量、后頷片間是否有小鱗和尾背鱗左部8枚至6枚的變化位置在地理組之間的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義并用于后續(xù)分析。

表1 頸槽蛇兩性異形的形態(tài)特征統(tǒng)計(jì)Table 1 Statistical summary of sexual morphological characters of Rhabdophis nuchalis

PCA結(jié)果表明，雄性樣本形成2個(gè)獨(dú)立的簇：其中一簇由10個(gè)來自云南高黎貢山的樣本組成，另一簇由其他地區(qū)的樣本組成(圖2，A)；前2個(gè)主成分的貢獻(xiàn)值57.664%(表2)。主成分1解釋為后頷片間是否有小鱗、上唇鱗黑紋的數(shù)量、頭右部眶后鱗數(shù)、頭左部眶后鱗數(shù)和腹鱗數(shù)5個(gè)特征，主成分2主要解釋為尾下鱗數(shù)和尾背鱗左部8枚至6枚的變化位置。由于18個(gè)雌性樣本中只有2個(gè)樣本來自高黎貢山，僅篩選出頭左部眶后鱗數(shù)和頭右部眶后鱗數(shù)這2個(gè)特征用于PCA。結(jié)果顯示，主成分1的貢獻(xiàn)值88.730%(表2)與雄性樣本不同，高黎貢山的樣本與2條來自四川巴中和甘肅文縣的聚成一簇，四川茂汶與云南德欽獨(dú)立于其他地方，其他地方聚成一簇。

表2 雄、雌性頸槽蛇特征變量的主成分貢獻(xiàn)值Table 2 Total variance explained by principal components of morphological traits in male and female Rhabdophis nuchalis

圖2 頸槽蛇雄性(A)和雌性(B)的前2個(gè)主成分得分散點(diǎn)圖Fig. 2 Plots of the first two principal components for male (A) and female (B) Rhabdophis nuchalis

頸槽蛇雄性樣本的CVA與PCA結(jié)果相似(圖3：A)，高黎貢山的雌性樣本未從其他地區(qū)的樣本中分離出來。

圖3 頸槽蛇雄性(A)和雌性(B)前2個(gè)典型變量得分散點(diǎn)圖Fig. 3 Plots of the first two canonical variates for Rhabdophis nuchalis in males (A) and females (B)

3 討論

3.1 兩性異形

頸槽蛇在尾長、尾下鱗變化位置等的兩性異形模式與其他蛇類相似(Krauseetal.，2003；雷煥宗，2005；Zhongetal.，2017)，即雄性尾長長于雌性，雌性尾下鱗的變化位置較雄性更靠近泄殖腔。解釋蛇類兩性異形現(xiàn)象的觀點(diǎn)有性選擇(Darwin，1871)、自然選擇(Shine & Shetty，2001；González-Gómez & Estades，2009)和形態(tài)約束假說(King，1989)。形態(tài)約束假說主張雄性擁有更大的頭，主要與捕食的數(shù)量有關(guān)(Forsman & Lindell，1993)。Shine(1999)提出尾長與半陰莖長正相關(guān)，并通過比較正常雄性個(gè)體與損失部分尾巴的雄性個(gè)體，發(fā)現(xiàn)尾長影響雄性交配的成功率，這可能是性選擇和自然選擇的共同結(jié)果。

3.2 地理變異

PCA和CVA的結(jié)果均表明雄性頸槽蛇在高黎貢山種群和其他種群間存在顯著差異，主要體現(xiàn)在頭左部眶后鱗數(shù)、頭右部眶后鱗數(shù)、腹鱗數(shù)、上唇鱗黑紋的數(shù)量和后頷片間是否有小鱗。PCA和CVA結(jié)果雌雄樣本略不一致，可能是雌性樣本太少導(dǎo)致了結(jié)果偏差。形態(tài)比較結(jié)果顯示：高黎貢山種群83%的樣本具有2枚眶后鱗(雄性80%，雌性100%)，而其他種群90%的樣本具有3枚眶后鱗(雄性91%，雌性81%)；高黎貢山種群83%的樣本的后頷片間無小鱗(雄性80%，雌性100%)，然而其他種群73%的樣本后頷片間有小鱗(雄性76%，雌性69%)；此外高黎貢山種群16%的樣本上唇鱗間有黑紋，而其他種群73%的樣本上唇鱗間有黑紋(表3)。

表3 高黎貢山種群和其他種群間地理變異的特征Table 3 Geographic variation between Gaoligong Mountains population and the other

地理隔離對(duì)物種形成至關(guān)重要，通過對(duì)物種地理變異的研究，為確定其分類地位提供了重要的依據(jù)(Thalmann & Geissmann，2000；Gergely，2003；Manier，2004；Moratellietal.，2011)。高黎貢山屬于橫斷山脈，擁有豐富的生物多樣性，是中國最具生物多樣性的溫帶地區(qū)，不斷有新物種被發(fā)現(xiàn)，說明其特有的環(huán)境對(duì)物種的進(jìn)化有較大的影響(楊大同等，1979；Vogel & Luo，2011)。本次對(duì)頸槽蛇的地理變異模式的研究，豐富了對(duì)高黎貢山生物多樣性的認(rèn)識(shí)。我們認(rèn)為，來自高黎貢山種群與其他種群之間顯著的形態(tài)差異可能暗示它代表一個(gè)不同的種或者亞種。由于獲取的樣本為無法獲得分子遺傳數(shù)據(jù)樣本，所以高黎貢山種群與其他地區(qū)的種群間是否存在遺傳差異以及差異的大小，還需要以后利用分子遺傳資料來解決。

致謝：感謝中國科學(xué)院成都生物研究所、中國科學(xué)院昆明動(dòng)物研究所惠允查看標(biāo)本；感謝李家堂博士、任金龍、蘇思博、王平、謝雨林等在標(biāo)本測(cè)量和數(shù)據(jù)分析上的幫助；感謝高穎對(duì)文中地圖制作的幫助。

附錄Ⅰ標(biāo)本信息
AppendixⅠSpecimensexaminedinthisstudy

省標(biāo)本信息河南欒川:CIB94009(M)湖北利川:CIB10523～24(M)、CIB10525(F)、CIB10530(M)、CIB10532～33(M)、CIB10536～38(M)、CIB10542～43(M)、CIB10545(M)、CIB10547(M)、CIB10549～51(M)、CIB10556(M)、CIB10559(M)湖南常德壺瓶山:YBU071031(M)甘肅文縣:CIB10644～10646(M)廣西柳州:CIB10581(M)貴州興義:CIB10607(F)、CIB10600(M)陜西周至:CIB10648(F)重慶奉節(jié):CIB10614(F)四川洪雅:CIB83673(M)安縣:YBU071013(F)、YBU061034(M)巴中:YBU15109(M)、YBU15102(F)、YBU15104(M)茂汶:KIZ84092～93(M)、KIZ84096～97(F)云南綠春:KIZ85Ⅱ003(F)德欽:KIZ80Ⅰ365(F)、KIZ80Ⅰ367(F)、KIZ80Ⅰ366(M)景東:KIZ75Ⅱ0188(F)瀘水:KIZⅡ0396(F)、KIZⅡ0474(F)、KIZⅡ0385(M)、KIZⅡ0481(F)、KIZⅡ0499(M)、KIZ730103(F)高黎貢山:KIZ057456(F)、KIZ057461(F)、KIZ057448～49(M)、KIZ057451(M)、KIZ057453(M)、KIZ057454～55(M)、KIZ057458(M)、KIZ057460(M)、KIZ057462(M)、KIZ730023(M)

注： CIB. 中國科學(xué)院成都生物研究所， KIZ. 中國科學(xué)院昆明動(dòng)物研究所， YBU. 宜賓學(xué)院； F. 雌性， M. 雄性
Notes： CIB. Chengdu Institute of Biology， Chinese Academy of Sciences， KIZ. Kunming Institute of Zoology， Chinese Academy of Sciences， YBU.Yibin University； F. female， M. male

附錄Ⅱ 形態(tài)特征及其縮寫Appendix Ⅱ Morphological charactersand their abbreviations