張佳琦 ,李科,王朝英,吳亞勇,舒國(guó)成 ,時(shí)磊
(1. 新疆農(nóng)業(yè)大學(xué),烏魯木齊 830052;2. 宜賓學(xué)院,四川宜賓 644007)
脊 蛇屬AchalinusPeters,1869,是閃 皮蛇 科Xenodermidae 物種數(shù)量最為豐富的類群,目前已描述物種22 種,其中我國(guó)記錄有16 種(Peters,1869;趙爾宓,2006;Liet al.,2021;Yanget al.,2022)。近些年,隨著分子技術(shù)的發(fā)展,脊蛇屬物種多樣性得到了更深入的研究,但多數(shù)物種的研究?jī)H基于個(gè)別采樣地或少數(shù)個(gè)體,大多數(shù)物種的具體分布區(qū)及種下關(guān)系并不明晰(Wanget al.,2019;Houet al.,2021;Liet al.,2021;Yanget al.,2022),如近年新發(fā)表 的云 開(kāi)脊 蛇A. yunkaiensisWang,Li & Wang,2019、越北脊蛇A. emilyaeZiegler,Nguyen,Pham,Nguyen,Pham,Van Schingen,Nguyen & Le,2019(Van Phamet al.,2019)和楊氏脊蛇A. yangdatongiHou,Wang,Guo,Chen,Yuan & Che,2021的新分布區(qū)陸續(xù)被報(bào)道(喻敏等,2020;Houet al.,2021)。我國(guó)是脊蛇屬物種的主要分布區(qū),其中四川省已記錄脊蛇屬物種3 種:黑脊蛇A. spinalisPeters,1869、美姑脊蛇A. meiguensisHu & Zhao,1966和攀枝花脊蛇A. panzhihuaensisHou,Wang,Guo,Chen,Yuan & Che,2021(趙爾宓,2006;Houet al.,2021)。
2022年6月,在四川省瀘州市畫稿溪國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)開(kāi)展動(dòng)物學(xué)野外實(shí)習(xí)期間采集到2 號(hào)蛇類標(biāo)本,通過(guò)形態(tài)學(xué)比較和分子遺傳關(guān)系分析,確定為云開(kāi)脊蛇,系四川省蛇類分布新記錄種。
共采集到1號(hào)雌性亞成體標(biāo)本(YBU 22050)和1號(hào)雄性幼體標(biāo)本(YBU 22148)。在拍攝完照片后經(jīng)安樂(lè)死取得肝臟等組織,組織置于95%乙醇溶液,后轉(zhuǎn)存于-80 ℃超低溫冰箱;標(biāo)本先經(jīng)10%甲醛溶液處理,待標(biāo)本定型后保存于80%乙醇溶液。所有組織及標(biāo)本均保存于宜賓學(xué)院(YBU)的動(dòng)物多樣性與生態(tài)保育宜賓市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。
形態(tài)測(cè)量及描述依據(jù)趙爾宓等(1998)、趙爾宓(2006)、Wang等(2019)、Li K等(2020,2021)和喻敏等(2020)。包括長(zhǎng)度測(cè)量、鱗片計(jì)數(shù)及色斑描述。使用軟尺測(cè)量尾長(zhǎng)(tail length,TaL)、頭體長(zhǎng)(snout-vent length,SVL)和總長(zhǎng)(total length,TL)(精度1 mm);利用數(shù)顯游標(biāo)卡尺測(cè)量鱗片長(zhǎng)度:前額鱗溝(length of suture between the prefrontals,LSBP)和鼻間鱗溝(length of suture between internasals,LSBI)、頰鱗的長(zhǎng)度(length of loreal,LeL)、頰鱗的高度(high of loreal,HiL)、前1枚鼻鱗的長(zhǎng)度(length of anterior section of nasal,LaSN)和后1 枚鼻鱗的長(zhǎng)度(length of posterior section of nasal,LpSN)(精度0.01 mm)。借助體式顯微鏡[舜宇ESDPTOP SZN71,舜宇光學(xué)科技(集團(tuán))有限公司]計(jì)數(shù)鱗片,若是對(duì)稱性鱗片,則對(duì)左右兩側(cè)分別計(jì)數(shù)。計(jì)數(shù)形態(tài)特征包括背鱗(dorsal scale rows,DSR)、上頜齒(maxillary teeth counts,MT)、鼻鱗(nasals,NS)、頰鱗(loreals,LR)、上唇鱗(supralabials,SPL)、下唇鱗(infralabials,IFL)、顳鱗(temporals,TMP)、前顳鱗(anterior temporals,aTMP)、中顳鱗(middle temporals,mTMP)、后顳鱗(posterior temporals,pTMP)、腹鱗(ventral scales,V)、頷片(chin-shields,CS)、眶上鱗(supraocular,SpO)、眶前鱗(preoculars,PrO)、眶后鱗(postoculars,PtO)、頦鱗(mentals,PM)和尾下鱗(subcaudals,SC)。
使用TIANGEN 試劑盒(天根生化科技有限公司,北京)提取肝組織基因組總DNA,線粒體COⅠ基因擴(kuò)增引物Chmf4/Chmr4(Cheet al.,2012)。用Lasergene 7.1(DNASTAR)的SeqMan 對(duì)所獲得的序列進(jìn)行拼接。從GenBank 下載已發(fā)表的脊蛇屬物種的COⅠ序列,選取老撾擬須唇蛇Parafimbrios laoTeynié,David,Lottier,Le,Vidal & Nguyen,2015(Teyniéet al.,2015)、越南擬須唇蛇P. vietnamensisZiegler,Ngo,Pham,Nguyen,Le & Nguyen,2018(Ziegleret al.,2018)、克 氏須唇 蛇Fimbrios klossiSmith,1921(Schizaset al.,2015)和爪哇閃皮蛇Xenodermus javanicusReinhardt,1836(Rovatsoset al.,2016)為外群(附表1)。利用MEGA 7.0 的Clustal W 算法對(duì)獲得的所有序列進(jìn)行比對(duì)(Kumaret al.,2016),人工校正。利用PartitionFinder 2.1.1選擇數(shù)據(jù)集最適模型(Lanfearet al.,2017),最終在MrBayes 3.2.4(Ronquistet al.,2012)和Raxml-GUI 1.3(Silvestro & Michalak,2012)中分別構(gòu)建貝葉斯樹(shù)和最大似然樹(shù)。
表1 基于COⅠ基因的不同產(chǎn)地云開(kāi)脊蛇個(gè)體間的遺傳距離Table 1 Genetic distance between snakes from different regions based on COⅠ gene
附表1 樣本序列信息Appendix 1 Information for COI gene sequences used in this study
利用MEGA 7.0(Kumaret al.,2016)中的未校正距離模型估算物種間的遺傳距離。
采自畫稿溪國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)的1 號(hào)雌性亞成體(圖1)和1 號(hào)雄性幼體,其特征表現(xiàn)為眶前鱗和眶后鱗常缺失、尾下鱗不成對(duì)等特征,初步鑒定為脊蛇屬物種。其具體形態(tài)如下:(1)通身背鱗23 行,除最外行外均起棱明顯且具有自前向后增強(qiáng)趨,最外行背鱗顯著擴(kuò)大;(2)上頜齒數(shù)24枚,靠近吻端略小,后端幾乎等大且排列不均勻;(3)鼻間鱗2枚,前額鱗2枚;(4)額鱗1枚,未入眶;(5)頜片2對(duì),與腹鱗相切,其間無(wú)小鱗,后頜片略長(zhǎng)于前頜片;(6)頂鱗1對(duì),與正前方額鱗相切;(7)鼻鱗二分,前大后小;(8)頰鱗1 枚,扁長(zhǎng),長(zhǎng)約2 倍于高;(9)顳鱗3列,2+2+3式,第一列全入眶;(10)上唇鱗6 對(duì),第4~5 枚入眶;(11)下唇鱗5~6 對(duì),第1 對(duì)在頦鱗末端相切,左右前3 枚與前頷片相切;(12)肛鱗完整;(13)背面呈棕黑色,略具金屬光澤,腹面乳白色;(14)脊線不明顯,從頂鱗后方發(fā)出向后延伸至尾端(圖2)。其中,雌性個(gè)體TaL/TL 百分比為24.2%,LSBP>LSBI(17.7 mm vs. 11.6 mm),下唇鱗6 枚,腹鱗145 枚(加2 枚前腹鱗),尾下鱗65 枚;雄 性 幼 體TaL/TL 為24.5%,LSBP>LSBI(9.7 mm vs. 8.6 mm),下 唇 鱗5 枚,腹 鱗146 枚(加2 枚前腹鱗),尾下鱗64 枚。形態(tài)上,該2 號(hào)標(biāo)本與云開(kāi)脊蛇鑒別特征較為一致(附表2)。經(jīng)形態(tài)鑒定,此次采集的蛇類標(biāo)本為云開(kāi)脊蛇。
圖1 四川畫稿溪國(guó)家自然保護(hù)區(qū)采集的云開(kāi)脊蛇(標(biāo)本號(hào):YBU 22050;李科 攝)Fig. 1 Achalinus yunkaiensis from the Huagaoxi National Nature Reserve,Sichuan(voucher No.:YBU 22050;photoed by Li Ke)
圖2 四川畫稿溪云開(kāi)脊蛇(標(biāo)本號(hào):YBU 22050)的形態(tài)特征(李科 攝)Fig. 2 Morphological characteristics of Achalinus yunkaiensis (voucher No.:YBU 22050)from the Huagaoxi National Nature Reserve,Sichuan (photoed by Li Ke)
附表2 不同產(chǎn)地的云開(kāi)脊蛇特征比較Appendix 2 Comparison of the characteristics of Achalinus yunkaiensis from different regions
由于雄性幼體較小,為保證標(biāo)本的完整性未采集分子樣,只采用1 號(hào)雌性樣本構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)。經(jīng)MEGA 7.0 比對(duì)剪切后獲得654 bp 的COⅠ基因片段(GenBank登錄號(hào):OR344062)?;赑artitionFinder v2.1.1 對(duì)數(shù)據(jù)集進(jìn)行密碼子分區(qū)選取的最適模型分別為K80+I+G(第1 密碼子),TIM+I(第2 密碼子)和TIM+G(第3 密碼子);構(gòu)建的貝葉斯樹(shù)和最大似然樹(shù)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)基本一致(圖3)。結(jié)果顯示所有脊蛇屬物種聚為一個(gè)高支持率的分支(PP=1.00,BS=100),明確了脊蛇屬內(nèi)部分物種間關(guān)系;此次采集的標(biāo)本與云開(kāi)脊蛇聚為一支,該支系與黑脊蛇、阿里山脊蛇A. nigerMaki,1931 和臺(tái)灣脊蛇A. formosanusBoulenger,1908 又形成單系。四川個(gè)體與云開(kāi)脊蛇其他個(gè)體間遺傳距離為3.1%~3.3%(表1),該遺傳分化普遍小于脊蛇屬屬內(nèi)物種間遺傳距離(≥3.4%;Yanget al.,2022)。
圖3 基于線粒體COⅠ基因構(gòu)建的脊蛇屬系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)(左:貝葉斯樹(shù);右:最大似然樹(shù))Fig. 3 Phylogenetic tree of Achalinus based on mitochondrial COⅠ gene(left:Bayesian phylogenetic tree;right:Maximum Likelihood tree)
結(jié)合形態(tài)學(xué)比較和系統(tǒng)發(fā)育分析,確定此次采集的蛇類標(biāo)本YBU 22050 和YBU 22148 為云開(kāi)脊蛇,系四川省蛇類新分布記錄種。
云開(kāi)脊蛇首先發(fā)現(xiàn)于我國(guó)廣東省云開(kāi)山大霧嶺地區(qū)(Wanget al.,2019),喻敏等(2020)報(bào)道了該物種在廣西貓兒山的新分布記錄。廣東的樣本采集于4月、6月和8月,廣西的樣本采集于8月,四川樣本則采集于6 月。與四川相比,廣東緯度更低,4 月氣溫可能就已達(dá)到適合該蛇活動(dòng)的溫度。并且此次發(fā)現(xiàn)的2 條云開(kāi)脊蛇均采集于四川瀘州畫稿溪國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)內(nèi)的一處竹林與公路相接的淺草叢中(圖4),該采集地位于四川東南部,地接云貴高原,為典型的丹霞地貌景觀,植被類型以常綠闊葉林為主,與以前采集地植被類型相同、生境相似,同時(shí)具有豐富的其他同域物種分布。
圖4 四川畫稿溪國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)云開(kāi)脊蛇棲息生境(王朝英 攝)Fig. 4 Habitat of Achalinus yunkaiensis in the Huagaoxi National Nature Reserve,Sichuan(photoed by Wang Chaoying)
在形態(tài)上,四川的雌性個(gè)體在體全長(zhǎng)(306 mm vs. 339 mm)、尾長(zhǎng)(74 mm vs. 53 mm)、腹鱗(145 枚vs. 153枚)和尾下鱗(65枚 vs. 51枚)與廣西雌性個(gè)體存在一定差異;同時(shí),四川雄性個(gè)體TaL/TL 大于廣東雄性個(gè)體(24.5% vs. 18.5%~20.0%),尾下鱗也多于廣東個(gè)體(64 枚 vs. 49~56 枚),但腹鱗少于廣東個(gè)體(146枚 vs. 151~162枚),且廣東個(gè)體的前額鱗溝與鼻間鱗溝相等,而四川個(gè)體和廣西個(gè)體的前額鱗溝均長(zhǎng)于鼻間鱗溝,這說(shuō)明云開(kāi)脊蛇存在一定地理變異,這是否源于遺傳差異或標(biāo)本量不足仍有待進(jìn)一步增加標(biāo)本量核實(shí)。
云開(kāi)脊蛇最大種下遺傳距離達(dá)到3.3%,該結(jié)果與Yang等(2022)認(rèn)為的脊蛇屬最小種間遺傳距離(3.4%)較為接近。脊蛇屬物種屬于古老的中小型穴居蛇類,活動(dòng)能力十分受限,斑塊化的生境極易導(dǎo)致各地理種群間產(chǎn)生隔離,從而產(chǎn)生遺傳和外部形態(tài)上的分化,當(dāng)前,有關(guān)脊蛇屬的研究仍然十分缺乏,各物種的有效性還應(yīng)結(jié)合更多的種群及樣本進(jìn)行評(píng)估。本研究擴(kuò)展了云開(kāi)脊蛇在我國(guó)的地理分布,豐富了四川蛇類的物種多樣性,同時(shí)揭示云開(kāi)脊蛇可能存在一定的地理變異,這為脊蛇屬的種間關(guān)系研究提供了一定參考。
致謝:感謝云南大學(xué)碩士研究生唐奎在標(biāo)本采集中提供的幫助,感謝宜賓學(xué)院動(dòng)物多樣性與生態(tài)保育宜賓市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室本科生李莉、蔣玉蓮在分子實(shí)驗(yàn)中的幫助。