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南盤江破碎生境中子陵吻蝦虎魚的遺傳多樣性

2020-11-19 10:09丁雪梅顏岳輝唐利洲
水產(chǎn)科學(xué) 2020年6期
關(guān)鍵詞:核苷酸生境分化

丁雪梅,顏岳輝,李 強(qiáng),羅 旭,唐利洲

( 1.西南林業(yè)大學(xué),云南省高校極小種群野生動物保育重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,云南 昆明 650224; 2.曲靖師范學(xué)院,云南高原生物資源保護(hù)與利用研究中心,云南 曲靖 655011 )

生境破碎化一直被認(rèn)為是導(dǎo)致生物多樣性降低的重要因素之一[1],其可能會限制物種的擴(kuò)散和種內(nèi)基因交流,增加遺傳漂變帶來的負(fù)面效應(yīng),進(jìn)而影響物種的遺傳多樣性和遺傳結(jié)構(gòu),最終改變物種的進(jìn)化潛能并增大局部滅絕的風(fēng)險[2-5]。研究表明,種群較小、體型較大、營養(yǎng)等級較高、世代周期較長的物種更易受到生境破碎化的威脅[3,6-7],此外,生境破碎化對物種的影響程度還取決于物種的群落結(jié)構(gòu)及分布范圍等因素[4,8-9]。作為發(fā)源于云貴高原的中國南方第一大河流,珠江以其復(fù)雜的地質(zhì)構(gòu)造、獨(dú)特的河谷縱切和良好的水文條件等特征形成了豐富的水生生物資源和魚類物種多樣性[10-14]。然而,珠江也在地形地貌差異、河流不同程度的開發(fā)利用和生態(tài)環(huán)境惡化等因素的綜合影響下出現(xiàn)了不同程度的生境破碎化現(xiàn)象。陳艷等[15-16]將珠江分為22個子流域進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)其上游的南盤江因高原湖泊水庫眾多、水利設(shè)施修建等因素影響出現(xiàn)了最嚴(yán)重的生境破碎化現(xiàn)象。水庫大壩的建設(shè)創(chuàng)造了自然流水生態(tài)系統(tǒng)中的靜水棲息地,這為生境破碎化研究提供了良好的模型體系。

在生境高度破碎化的南盤江流域中孕育著豐富的魚類物種資源,是作為整個珠江水系魚類物種多樣性的重要組成部分。而在河流生態(tài)系統(tǒng)中,生境破碎化則被認(rèn)為是對其水生生物多樣性最主要的威脅之一[15,17]。因此,亟待開展南盤江破碎生境中魚類遺傳多樣性與物種保護(hù)的系統(tǒng)研究,以期為制定合理有效的保護(hù)措施提供理論依據(jù)。作為南盤江廣域性分布的物種,子陵吻蝦虎魚(Rhinogobiusgiurinus)屬鱸形目,蝦虎魚亞目,蝦虎魚亞科,吻蝦虎魚屬,是一種肉食性底棲魚類[18-20]。子陵吻蝦虎魚因體型較小、世代較短、生存繁殖能力較強(qiáng)和缺乏較好的經(jīng)濟(jì)價值而未受到人類馴化養(yǎng)殖的影響[21-25],從而很好地保留了因生境破碎化等條件變化而留存的遺傳學(xué)證據(jù),可真實(shí)反映其在南盤江破碎化生境中的遺傳多樣性水平和遺傳分化特征。子陵吻蝦虎魚的線粒體基因組已有報(bào)道[26],且其有效獨(dú)立種的分類地位也相繼得到了系統(tǒng)分類學(xué)家的確立[27-28]。其種群遺傳研究也表明,連通水域中的子陵吻蝦虎魚種群差異比較均一[29-30],但子陵吻蝦虎魚在破碎化生境下的遺傳分化及機(jī)制的相關(guān)研究至今尚未見報(bào)道。

筆者以分布在珠江上游南盤江破碎生境中的子陵吻蝦虎為研究對象,探討其在生境破碎化作用下的遺傳分化水平和群體遺傳結(jié)構(gòu),揭示其遺傳多樣性和遺傳結(jié)構(gòu)的形成過程與影響因素,旨在為南盤江水系破碎生境中小型淡水魚類的遺傳多樣性保護(hù)提供重要理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 樣本的采集

試驗(yàn)用的194尾子陵吻蝦虎魚樣本采自南盤江水系的13個相互隔離的水庫種群,分別是位于曲靖市麒麟?yún)^(qū)的瀟湘水庫、面店水庫、獨(dú)木水庫、三寶水庫、漲水坡水庫、太陽島水庫、沿江水鄉(xiāng);曲靖市富源縣的法土水庫;曲靖市沾益區(qū)的紅瓦房水庫、西河水庫、白浪水庫、新屯水庫;曲靖市陸良縣的響水壩水庫(圖1)。采集到的樣本置于95%的乙醇中固定保存,帶回實(shí)驗(yàn)室于冰箱4 ℃保存。

1.2 總DNA的提取和PCR擴(kuò)增

采用動物基因組DNA提取試劑盒抽提總DNA,試劑盒由北京鼎國昌盛生物技術(shù)有限責(zé)任公司提供。根據(jù)GenBank數(shù)據(jù)庫中子陵吻蝦虎魚Cyt b基因序列(AB018997)和COXⅠ基因序列(KU871066)設(shè)計(jì)PCR擴(kuò)增引物,引物序列為:Cyt bF:5′-ACCACCGCTGTAATTCAACT-3′,Cyt bR:5′-CTCTGGCGCTGAGCTACTAA-3′;COXⅠF:5′-ATGGGGCTACAATCCACCAC-3′,COXⅠR:5′-AGGTGATGCTGCGTCTTGAA-3′,由生工生物工程(上海)股份有限公司合成。PCR擴(kuò)增反應(yīng)體系為50 μL,分別為:2 μL DNA模版,上下游引物各1 μL,25 μL 2×Easy Taq PCR Supermix(TRANSGEN BIOTECH),21 μL ddH2O。反應(yīng)程序?yàn)椋?5 ℃預(yù)變性5 min;95 ℃變性30 s,退火30 s(Cyt b:55 ℃,COXⅠ:58 ℃),72 ℃延伸30 s,31個循環(huán);72 ℃續(xù)延伸5 min,最后4 ℃保存。擴(kuò)增產(chǎn)物混合2 μL 6×Loading buffer經(jīng)瓊脂糖凝膠電泳檢測,純化后的PCR擴(kuò)增產(chǎn)物由生工生物工程(上海)股份有限公司測序。

1.3 數(shù)據(jù)分析

利用Chromas 2.62[31]、Seqman[32]對測序結(jié)果進(jìn)行同源排序。用MEGA 6.0[33]對序列進(jìn)行人工校對。利用DnaSP 5.10[34]統(tǒng)計(jì)序列的多態(tài)性位點(diǎn)、單倍型多樣性、核苷酸多樣性及其標(biāo)準(zhǔn)差。

以MrModeltest 2.2[35]估計(jì)核苷酸最適模型,以GenBank數(shù)據(jù)庫下載的波氏吻蝦虎魚(R.cliffordpopei) (Cyt b:NC029252,COXⅠ:KP694000)

圖1 子陵吻蝦虎魚采集樣本的地理信息Fig.1 The geographical information on goby R. giurinus samples

和褐吻蝦虎魚 (R.brunneus)(Cyt b:KT601096,COXⅠ:NC028435)作為外類群,利用MEGA 6.0(Bootstrap,1000)構(gòu)建子陵吻蝦虎魚COXⅠ基因片段(GTR+I模型)、Cyt b基因片段(GTR+G)及聯(lián)合基因片段(GTR+I+G)單倍型間的最大似然樹。同時利用MrBayes 3.2.5[36]構(gòu)建子陵吻蝦虎魚COXⅠ基因片段(GTR+I模型)、Cyt b基因片段(GTR+G)及聯(lián)合基因片段(GTR+I+G)的貝葉斯樹,貝葉斯樹的構(gòu)建均運(yùn)算500萬代,每100代取樣1次,直到鏈的收斂,即分裂頻率平均標(biāo)準(zhǔn)差小于0.01停止運(yùn)算。用Tree View 1.6.6[37]查看并編輯貝葉斯樹。運(yùn)行NETWORK 5.0[38]構(gòu)建子陵吻蝦虎魚的中值連接網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。利用MEGA 6.0中的Kimura雙參數(shù)模型計(jì)算群體內(nèi)和群體間的遺傳距離。

利用Arlequin 3.5[39]的分子方差分析[40]模塊估算遺傳變異在群體間和群體內(nèi)的分布及遺傳分化指數(shù)(FST),并進(jìn)行Tajima′sD和 Fu′sFS中性檢驗(yàn)及核苷酸錯配分布檢驗(yàn),利用IBD 1.52[41]對遺傳距離與地理距離之間的Mantel相關(guān)性進(jìn)行分析。

2 結(jié) 果

2.1 序列差異與遺傳多樣性分析

本試驗(yàn)分析獲得194尾子陵吻蝦虎魚1509 bp的COXⅠ基因片段和1098 bp的Cyt b基因片段,聯(lián)合基因(COXⅠ+Cyt b)DNA序列總長度為2607 bp,并獲得基于單基因DNA片段和聯(lián)合基因序列分析的種群遺傳多樣性參數(shù)(表1)。

COXⅠ基因DNA序列片段共統(tǒng)計(jì)出27個變異位點(diǎn)和11個單倍型(登錄號:MK858195~MK858205),其中漲水坡水庫種群單倍型多樣性指數(shù)和核苷酸多樣性指數(shù)最高,分別為0.825和0.0076,紅瓦房水庫種群的單倍型多樣性指數(shù)和核苷酸多樣性指數(shù)最低,分別為0.000和0.0001?;贑yt b基因序列片段共檢測到22個變異位點(diǎn)和13個單倍型(登錄號:MK883442~MK883454),其中漲水坡水庫種群單倍型多樣性指數(shù)和核苷酸多樣性指數(shù)最高,分別為0.803和0.0082,紅瓦房水庫種群的單倍型多樣性指數(shù)和核苷酸多樣性指數(shù)最低,分別為0.000和0.0001?;诼?lián)合基因DNA片段共檢測到49個變異位點(diǎn)和26個單倍型,其中漲水坡水庫種群的單倍型多樣性指數(shù)和核苷酸多樣性指數(shù)最高,分別為0.879和0.0078,而紅瓦房水庫種群的單倍型多樣性指數(shù)和核苷酸多樣性指數(shù)同樣表現(xiàn)為最低。其次,基于COXⅠ、Cyt b及聯(lián)合基因DNA序列的子陵吻蝦虎魚群體的單倍型多樣性分別為0.691、0.813、0.881,核苷酸多樣性分別為0.0053、0.0060、0.0056。根據(jù)各個種群間的遺傳多樣性參數(shù)比較發(fā)現(xiàn),線粒體單基因和聯(lián)合基因片段分析所得的遺傳多樣性結(jié)果是一致的(表1)。

表1 子陵吻蝦虎魚的種群遺傳多樣性Tab.1 Genetic diversity of goby R. giurinus populations

2.2 系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系進(jìn)化樹和單倍型網(wǎng)絡(luò)圖

基于Cyt b、COXⅠ和聯(lián)合基因DNA序列,利用最大似然法和貝葉斯法構(gòu)建子陵吻蝦虎魚的系統(tǒng)發(fā)育樹,結(jié)果均顯示,子陵吻蝦虎魚的13個地理種群分化為2個分支(圖2),即分支A和分支B。分支A包含了紅瓦房水庫種群、三寶水庫種群、西河水庫種群、獨(dú)木水庫種群、沿江水鄉(xiāng)種群、太陽島水庫種群、白浪水庫種群共7個種群;分支B包含了面店水庫種群、法土水庫種群2個種群;其余瀟湘水庫種群、響水壩水庫種群、漲水坡水庫種群、新屯水庫種群4個種群則為2個分支共享。同時,基于Cyt b、COXⅠ和聯(lián)合基因構(gòu)建的單倍型網(wǎng)絡(luò)圖(圖3),同樣支持子陵吻蝦虎魚群體分化為2個分支,且其結(jié)論與系統(tǒng)發(fā)育樹一致。

圖2 子陵吻蝦虎魚群體單倍型間的貝葉斯樹和最大似然樹Fig.2 Bayesian Inference tree and Maximum Likelihood tree of goby R. giurinus haplotypesa.COXⅠ基因; b.Cyt b基因; c.聯(lián)合基因;分支(/)以上的數(shù)字是最大似然樹的自舉值;而貝葉斯樹的自舉值顯示在分支(/)的下面.a.COXⅠgene; b.Cyt b gene; c.combined gene; the numbers above the branches (/) are the bootstrap values of Maximum Likelihood tree (ML). Bayesian inference tree (BI) bootstrap values are shown under the branches (/).

2.3 種群的遺傳距離和遺傳分化

基于Cyt b基因序列的種群間遺傳距離分析結(jié)果顯示,子陵吻蝦虎魚種群間的遺傳距離為0.000~0.011,其中種群法土水庫與白浪水庫、獨(dú)木水庫、太陽島水庫間,以及種群獨(dú)木水庫與面店水庫間的遺傳距離最大(表2)。以COXⅠ基因序列為基礎(chǔ)的分析結(jié)果表明,子陵吻蝦虎魚種群間的遺傳距離為0.000~0.014,其中法土水庫與白浪水庫、獨(dú)木水庫、太陽島水庫、沿江水鄉(xiāng)間,以及面店水庫和白浪水庫種群間的遺傳距離最大(表2)。其次,基于聯(lián)合基因分析結(jié)果顯示,子陵吻蝦虎魚種群間的遺傳距離為0.000~0.014,種群間的遺傳分化系數(shù)為-0.026~0.993(表3)。同時,Mantel相關(guān)性檢驗(yàn)結(jié)果顯示,子陵吻蝦虎魚種群間的遺傳距離與地理距離沒有顯著相關(guān)性(R=0.187,P>0.05),即該物種種群分化受到地理距離隔離的效應(yīng)不顯著。

以單基因和2個基因聯(lián)合序列進(jìn)行的分子變異方差分析結(jié)果顯示,子陵吻蝦虎魚種群間的變異(COXⅠ: 65.95%,Cyt b: 67.80%,聯(lián)合基因:66.78%)大于種群內(nèi)的變異(COXⅠ:34.05%,Cyt b:32.20%,聯(lián)合基因:33.22%)(表4),顯著性檢驗(yàn)為極顯著(P<0.001)。該結(jié)果有效說明,南盤江破碎化生境中的子陵吻蝦虎魚存在極顯著的種群遺傳結(jié)構(gòu)與高水平的遺傳分化。

2.4 歷史種群動態(tài)

對子陵吻蝦虎魚進(jìn)行Tajima′sD和Fu′sFs中性檢驗(yàn)及核苷酸錯配分布檢驗(yàn)結(jié)果顯示,其Fu′sFs值和Tajima′sD值分別為-23.8781(P<0.05),2.1920(P>0.05),且其群體的核苷酸錯配分布均表現(xiàn)為多峰(圖4)。綜合上述檢測指標(biāo)得知,子陵吻蝦虎魚群體近期沒有經(jīng)歷歷史種群擴(kuò)張,并維持著相對穩(wěn)定的有效種群數(shù)量。

圖3 子陵吻蝦虎魚的單倍型網(wǎng)絡(luò)Fig.3 The median-joining network relationship of goby R. giurinus haplotypesa.COXⅠ基因; b.Cyt b基因; c.聯(lián)合基因.a.COXⅠgene; b.Cyt b gene; c.combined gene

表2 基于單基因片段子陵吻蝦虎魚種群間的遺傳距離Tab.2 The genetic distance among the populations of goby R. giurinus based on single gene fragment

表3 基于聯(lián)合基因的子陵吻蝦虎魚種群間的遺傳分化系數(shù)(對角線下)和種群間遺傳距離(對角線上)Tab.3 Coefficient of genetic differentiation (under the diagonal) and genetic distance (above the diagonal) among the populationsof goby R. giurinus based on combined genes

表4 子陵吻蝦虎魚的分子變異方差分析Tab.4 Molecular variance AMOVA of genetic variations in goby R. giurinus

圖4 子陵吻蝦虎魚有效種群歷史動態(tài)Fig.4 The demographic history of goby R. giurinusa.COXⅠ基因; b.Cyt b基因; c.聯(lián)合基因.a.COXⅠgene; b.Cyt b gene; c.combined gene.

3 討 論

3.1 子陵吻蝦虎魚的遺傳多樣性

作為生物多樣性的3種形式之一,物種的遺傳多樣性是物種應(yīng)對自然選擇的基礎(chǔ),因此,評估生境破碎化對物種遺傳多樣性的影響,可以為野生物種種群的保護(hù)提供一定的理論依據(jù)[42-43]。與珠江中的鱖魚(Sinipercachuatsi)(單倍型多樣性0.773,核苷酸多樣性0.0019)[10]、大眼華鳊(Sinibramamacrops)(單倍型多樣性0.767,核苷酸多樣性0.00007)[44]、光唇裂腹魚(Schizothoraxlissolabiatus)(單倍型多樣性0.733,核苷酸多樣性0.0027)[45]等魚類相比,破碎生境中子陵吻蝦虎魚群體則表現(xiàn)出相對較高的遺傳多樣性(單倍型多樣性0.691~0.881,核苷酸多樣性0.0053~0.0060)(表1)。因此可以有效說明,在珠江上游南盤江的破碎化生境中,子陵吻蝦虎魚群體的遺傳多樣性仍保持較高水平。一般而言,生境破碎化會導(dǎo)致物種種群遺傳多樣性降低,特別是在受遺傳漂變和近親繁殖影響的小而孤立的群體中[5]。但也有前期研究表明,并非所有破碎化生境均會對物種的遺傳多樣性產(chǎn)生負(fù)面影響,一方面,生境破碎化程度、碎片化棲息地的類型和質(zhì)量等外在因素對物種遺傳多樣性的影響不可忽略,遺傳多樣性的高低可能與不同的水文狀況和棲息地可用性有關(guān),另一方面,物種的生態(tài)特征(如動物遷移能力、種群大小、生命周期長短)也決定其在應(yīng)對棲息地的破碎中維持遺傳變異的能力[46-48]。已有研究證實(shí)[5,49],由于兩棲動物和爬行動物相較于鳥類遷移能力差,對環(huán)境變化的敏感度較高,因此其遺傳多樣性可能更易受到生境破碎化的負(fù)面影響,對于破碎生境中的同一個分類群而言,體型較大的物種由于需要更多的生存空間而造成其自身種群密度降低、有效種群規(guī)模變小,最終導(dǎo)致遺傳多樣性喪失。本試驗(yàn)中,子陵吻蝦虎魚憑借世代較短、個體較小、缺乏天敵及繁殖生存能力較強(qiáng)(累計(jì)產(chǎn)卵可達(dá)1000~1600 枚)等特點(diǎn),從而能不斷補(bǔ)充和穩(wěn)定自身的有效種群數(shù)量(圖3)[22-23,50],雖受到破碎生境的隔離,但足夠數(shù)量的個體促進(jìn)了種群內(nèi)的基因交流,并抵消了生境破碎化帶來的遺傳漂變、近親繁殖等消極影響,繼而保持了其自身較高的遺傳多樣性水平[51]。此外,由于破碎化會增加各生境間的差異,這種差異可能會促進(jìn)破碎生境中大而孤立的子陵吻蝦虎魚種群產(chǎn)生更多的適應(yīng)性變異而維持物種的生態(tài)適應(yīng)性[52],同時種內(nèi)的基因交流可以為促進(jìn)新的有益突變的傳播提供便利,而相對穩(wěn)定的水庫生境和適宜棲息地為核苷酸突變的積累創(chuàng)造了條件[51,53-54]。

3.2 子陵吻蝦虎魚的遺傳結(jié)構(gòu)

在本試驗(yàn)中,已得到子陵吻蝦虎魚種群間具有顯著的遺傳結(jié)構(gòu)和遺傳分化的證據(jù)。首先,基于不同遺傳標(biāo)記構(gòu)建的系統(tǒng)發(fā)育樹和單倍型網(wǎng)絡(luò)圖均支持子陵吻蝦虎魚分化為2個譜系分支,但并未出現(xiàn)明顯的地理聚類現(xiàn)象(圖1~3)。其次,子陵吻蝦虎魚的種群間遺傳距離分析、分子變異方差分析及遺傳分化系數(shù)均有效證實(shí),該物種在南盤江破碎生境中呈現(xiàn)出顯著的種群遺傳結(jié)構(gòu)與高水平的遺傳分化(表2~4)。同時,Tajima′sD和Fu′sFs中性檢驗(yàn)及核苷酸錯配分布檢驗(yàn)結(jié)果說明,子陵吻蝦虎魚群體保持了其相對穩(wěn)定的有效種群數(shù)量,并未經(jīng)歷歷史種群擴(kuò)張(圖4)。Mantel相關(guān)性檢驗(yàn)則顯示,種群間遺傳距離與地理距離之間缺乏顯著相關(guān)性(R=0.1874,P>0.05),說明子陵吻蝦虎魚種群間顯著的譜系分化并未產(chǎn)生明顯的地理距離隔離效應(yīng),即該物種的分化格局未呈現(xiàn)出典型的地理性遺傳分化。據(jù)前期相關(guān)研究表明,長江中下游不同地理種群鱖魚[55]以及長江、珠江等不同水系中的野生鲇魚(Silurusasotus)[56]群體均存在著類似顯著的譜系分化格局,其主要原因在于生境中長期存在一定的人為障礙,如修筑的水壩、管道、涵洞、堰、堤壩,改變的水流狀態(tài)和水污染等因素,阻斷了魚類種群間的基因交流,加之不穩(wěn)定的棲息生境,進(jìn)而造成了較為顯著的種群遺傳分化[57]。據(jù)Stebbins等[58-59]的觀點(diǎn),遺傳分化系數(shù)值高于0.25則表明種群間的遺傳分化很強(qiáng)烈,且高遺傳分化系數(shù)值通常出現(xiàn)在種群間基因流受限的孤立湖泊或河流棲息地的物種中,且淡水物種的種群遺傳結(jié)構(gòu)極易受其擴(kuò)散能力和河網(wǎng)隔離的限制而產(chǎn)生分化。本試驗(yàn)中,子陵吻蝦虎魚的所有種群樣本均來自于相互隔離的南盤江上游水庫生境,而各生境均有人為修筑的大壩、穩(wěn)定的水文條件與較理想的適宜環(huán)境,這種特定的隔離生境特征可能提供了其種群數(shù)量穩(wěn)定和遺傳突變積累的條件,繼而維持了該物種群體較高的遺傳多樣性水平和有效歷史種群大小。同時,該物種分化出2個譜系分支,但其種群并未呈現(xiàn)出因地理距離的遠(yuǎn)近而發(fā)生聚類現(xiàn)象,而其群體也并未經(jīng)歷因地質(zhì)演化和歷史環(huán)境變化發(fā)生的種群暴增事件,繼而可以說明歷史事件產(chǎn)生的地理距離隔離作用可能并不是導(dǎo)致子陵吻蝦虎魚譜系分化的主要原因。然而,基于分子變異方差分析的子陵吻蝦虎魚種群間遺傳變異達(dá)到總變異組分的65%~68%,且種群間的平均遺傳分化系數(shù)值達(dá)到0.65~0.68,綜合說明該物種呈現(xiàn)出的顯著遺傳分化主要源于各種群間較大的遺傳差異,從而有效證實(shí)了南盤江破碎化生境導(dǎo)致的種群間分歧可能為該物種顯著的遺傳結(jié)構(gòu)和較高的遺傳分化水平的重要原因。其次,作為一種小型淡水底棲魚類,子陵吻蝦虎魚具有體型小、世代周期短、繁殖和適應(yīng)能力強(qiáng)、遷移能力弱和生存領(lǐng)域性等生物學(xué)特性,其特殊的生理生活特征可能限制了該物種的擴(kuò)散分布與種群間的基因交流,加大了種群間的遺傳分化水平[60]。根據(jù)已有的相關(guān)研究可知,體型小、擴(kuò)散能力弱、生命周期短的紅鰭原鲌(Cultrichthyserythropterus)由于受到了長江沿岸湖泊的隔離作用出現(xiàn)了顯著的遺傳差異,而經(jīng)濟(jì)效益低、分布廣泛、繁殖能力強(qiáng)的圓鰭雅羅魚(Squaliuscephalus)也受到了萊茵河流域中眾多水力發(fā)電站的影響而出現(xiàn)了顯著的遺傳分化,據(jù)此Wang等[61-63]提出,相對于運(yùn)動能力較強(qiáng)的大型魚類而言,活動能力較弱的魚類(例如一些小型底棲魚類)更易受破碎化生境的隔離效應(yīng)的影響。與此同時,生境破碎化隔離作用產(chǎn)生了多樣的穩(wěn)定生境,子陵吻蝦虎魚擁有的較小體型、高繁殖力,以及護(hù)卵孵化、攻擊性和適應(yīng)生境能力強(qiáng)的特點(diǎn),恰好為其提高生態(tài)位競爭能力、有效種群大小、穩(wěn)定的種群數(shù)量和遺傳多樣性提供了條件,最終可能使得分布于各隔離生境中的子陵吻蝦虎魚產(chǎn)生了對其各自特定棲息地的生態(tài)適應(yīng)性[52,60]。因此,子陵吻蝦虎魚自身特定的繁殖習(xí)性與生活習(xí)性同樣可能成為導(dǎo)致其在破碎生境中出現(xiàn)顯著遺傳結(jié)構(gòu)和較高遺傳分化水平的重要因素。

3.3 破碎生境中魚類資源的保護(hù)

本試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn),南盤江破碎化生境中子陵吻蝦虎魚具有較高的遺傳多樣性和顯著的種群遺傳分化,而生境的破碎化與子陵吻蝦虎魚特定的生物學(xué)特性成為種群譜系分化的重要影響因素。長期以來,珠江魚類在維持水體生物多樣性、提供魚類種質(zhì)資源和重要基因庫等方面發(fā)揮著重要作用[14],但近年來珠江流域上修建的大量水利工程,造成南盤江等流域出現(xiàn)不同程度的河流生境破碎化現(xiàn)象,這將嚴(yán)重威脅到魚類的物種多樣性和遺傳多樣性[15,48,64]。不僅如此,珠江中也不乏分布著一些珍稀瀕危土著種,如大頭鯉(Cyprinuspellegrini)、無眼金線鲃(Sinocyclocheilusanophthalmus)、云南高原鰍(Triplophysayunnanensis)等,與子陵吻蝦虎魚不同,此類群魚類多為洞穴魚類,分布范圍窄,種群數(shù)量少,必須通過物種的不斷遷移或增加遺傳變異的方式來提高種群應(yīng)對多變環(huán)境的適應(yīng)能力,而生境的破碎化則限制了這兩個過程。對于這些極易受到生境破碎化威脅的小而孤立的類群而言,同種內(nèi)其他種群基因流的補(bǔ)充可以迅速增加遺傳多樣性并提高種群的適應(yīng)性[65]。因此,評估種群隔離后的遺傳多樣性水平和遺傳漂變強(qiáng)度有助于制定有效的保護(hù)策略。筆者建議未來應(yīng)加強(qiáng)生境破碎化對珠江魚類遺傳多樣影響的研究,同時在擴(kuò)大時間和空間的研究尺度上科學(xué)評估水利工程的建設(shè)同珠江魚類物種多樣性之間的關(guān)系,繼而為整個珠江魚類的保護(hù)提供切實(shí)可行的方法和策略。

致 謝

本試驗(yàn)受云南省高校云貴高原動植物多樣性及生態(tài)適應(yīng)性進(jìn)化重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的資助,在此予以感謝!

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