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中国境内鼢鼠发育、成种为何如此迅猛

作者:温才妃 甘晓 法伊莎 2022-05-11 浏览: 141 评论:0

摘要: 凸颅鼢鼠属有效种群大小波动和物种形成  兰州大学供图 一直以来,甘肃、青海、宁夏、内蒙和东北等地鼠害严重,对农作物、树木和草皮造成大面积破坏。过去五十年来,当地群众一直采用地箭射杀或者投毒等手段进行鼠害控制,但是无法有效控制其种群密度,药物对土壤、地下水也造...

中国境内鼢鼠发育、成种为何如此迅猛

凸颅鼢鼠属有效种群大小波动和物种形成  兰州大学供图

一直以来,甘肃、青海、宁夏、内蒙和东北等地鼠害严重,对农作物、树木和草皮造成大面积破坏。过去五十年来,当地群众一直采用地箭射杀或者投毒等手段进行鼠害控制,但是无法有效控制其种群密度,药物对土壤、地下水也造成污染,急需寻找科学有效地控制害鼠种群大小的方法。

日前,由兰州大学生态学院教授李克欣课题组牵头,联合中国科学院西北高原生物研究所和以色列海法大学等在美国《国家科学院院刊》在线发表了题为《中国境内鼢鼠系统发育与与物种行成》的研究成果。

课题组通过群体遗传学手段阐明了鼢鼠亚科在鼹形鼠科中的分类学地位,以及分布在中国境内的凸颅鼢鼠属的系统发育和成种动力;发现不完全谱系分选是导致近期快速辐射产生新物种的系统发育树不稳定的主要原因,而祖先基因流是导致古老节点位置的系统发育树不一致的主要原因;推测祖先多态性和搭载效应是基因组岛屿形成的原因。总的来说,气候、地质事件和C4植物的扩张塑造了中国境内鼢鼠的适应和进化。

鼢鼠亚科隶属于啮齿目,鼹形鼠科,营地下生活,分为平颅鼢鼠属和凸颅鼢鼠属,其中凸颅鼢鼠属6个物种仅分布在我国:包括中华鼢鼠,甘肃鼢鼠,罗氏鼢鼠,秦岭鼢鼠,高原鼢鼠和斯氏鼢鼠,平颅鼢鼠属中有两个物种分布在我国:东北鼢鼠和草原鼢鼠。鼢鼠在鼹形鼠科中的分类学地位以及鼢鼠亚科内部各物种之间的系统发育关系一直是分类学家和动物学家争论的焦点,研究者们利用线粒体基因组,单基因序列或者形态数据构建出来的进化树形大相径庭。凸颅鼢鼠属真实的系统发育关系以及导致系统发育树不一致的原因尚缺乏定论。

群体历史研究表明,冰期显著影响了凸颅鼢鼠属有效种群大小,海拔高度通过影响植被进而影响鼢鼠的有效群体大小波动。360万年前,凸颅鼢鼠属的部分群体随青藏高原隆升至高海拔地区,在~3.22Mya分化产生高原鼢鼠一支,后在Naynayxungla冰期 (NG, 0.5~0.78 Mya) 时,部分鼢鼠群体为获得更好的食物资源迁至更加温暖的秦淮以南,在75万年前分化产生斯氏鼢鼠;位于低海拔的谱系在240万年前分化出中华鼢鼠;160万年前黄土高原C4植物出现了扩张,以C4植物为食的鼢鼠为获取食物从秦岭地区向北部黄土高原扩张,在146万年前分化产生甘肃鼢鼠;Penultimate glaciation冰期 (PG, 135~194 kya) 时,秦岭地区被冰川覆盖,部分鼢鼠群体为获取食物迁到秦淮以南,在44万年前分化出罗氏鼢鼠。

本研究还推断出不同物种之间的基因组分化岛屿区的成因是祖先多态性和搭载效应。因为长期生活在地下,而且高原和斯氏鼢鼠生活在高海拔地区,与心室大小、心脏发育、血管生成、免疫,DNA修复、神经系统发育和抗肿瘤等相关的基因受到选择。