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中國境內鼢鼠發(fā)育、成種為何如此迅猛

作者:溫才妃 甘曉 法伊莎 2022-05-11 瀏覽: 1,533 評論:0

摘要: 凸顱鼢鼠屬有效種群大小波動(dòng)和物種形成? 蘭州大學(xué)供圖 一直以來(lái),甘肅、青海、寧夏、內蒙和東北等地鼠害嚴重,對農作物、樹(shù)木和草皮造成大面積破壞。過(guò)去五十年來(lái),當地群眾一直采用地箭射殺或者投毒等手段進(jìn)行鼠害控制,但是無(wú)法有效控制其種群密度,藥物對土壤、地下水也造...

中國境內鼢鼠發(fā)育、成種為何如此迅猛

凸顱鼢鼠屬有效種群大小波動(dòng)和物種形成? 蘭州大學(xué)供圖

一直以來(lái),甘肅、青海、寧夏、內蒙和東北等地鼠害嚴重,對農作物、樹(shù)木和草皮造成大面積破壞。過(guò)去五十年來(lái),當地群眾一直采用地箭射殺或者投毒等手段進(jìn)行鼠害控制,但是無(wú)法有效控制其種群密度,藥物對土壤、地下水也造成污染,急需尋找科學(xué)有效地控制害鼠種群大小的方法。

日前,由蘭州大學(xué)生態(tài)學(xué)院教授李克欣課題組牽頭,聯(lián)合中國科學(xué)院西北高原生物研究所和以色列海法大學(xué)等在美國《國家科學(xué)院院刊》在線(xiàn)發(fā)表了題為《中國境內鼢鼠系統發(fā)育與與物種行成》的研究成果。

課題組通過(guò)群體遺傳學(xué)手段闡明了鼢鼠亞科在鼴形鼠科中的分類(lèi)學(xué)地位,以及分布在中國境內的凸顱鼢鼠屬的系統發(fā)育和成種動(dòng)力;發(fā)現不完全譜系分選是導致近期快速輻射產(chǎn)生新物種的系統發(fā)育樹(shù)不穩定的主要原因,而祖先基因流是導致古老節點(diǎn)位置的系統發(fā)育樹(shù)不一致的主要原因;推測祖先多態(tài)性和搭載效應是基因組島嶼形成的原因??偟膩?lái)說(shuō),氣候、地質(zhì)事件和C4植物的擴張塑造了中國境內鼢鼠的適應和進(jìn)化。

鼢鼠亞科隸屬于嚙齒目,鼴形鼠科,營(yíng)地下生活,分為平顱鼢鼠屬和凸顱鼢鼠屬,其中凸顱鼢鼠屬6個(gè)物種僅分布在我國:包括中華鼢鼠,甘肅鼢鼠,羅氏鼢鼠,秦嶺鼢鼠,高原鼢鼠和斯氏鼢鼠,平顱鼢鼠屬中有兩個(gè)物種分布在我國:東北鼢鼠和草原鼢鼠。鼢鼠在鼴形鼠科中的分類(lèi)學(xué)地位以及鼢鼠亞科內部各物種之間的系統發(fā)育關(guān)系一直是分類(lèi)學(xué)家和動(dòng)物學(xué)家爭論的焦點(diǎn),研究者們利用線(xiàn)粒體基因組,單基因序列或者形態(tài)數據構建出來(lái)的進(jìn)化樹(shù)形大相徑庭。凸顱鼢鼠屬真實(shí)的系統發(fā)育關(guān)系以及導致系統發(fā)育樹(shù)不一致的原因尚缺乏定論。

群體歷史研究表明,冰期顯著(zhù)影響了凸顱鼢鼠屬有效種群大小,海拔高度通過(guò)影響植被進(jìn)而影響鼢鼠的有效群體大小波動(dòng)。360萬(wàn)年前,凸顱鼢鼠屬的部分群體隨青藏高原隆升至高海拔地區,在~3.22Mya分化產(chǎn)生高原鼢鼠一支,后在Naynayxungla冰期 (NG, 0.5~0.78 Mya) 時(shí),部分鼢鼠群體為獲得更好的食物資源遷至更加溫暖的秦淮以南,在75萬(wàn)年前分化產(chǎn)生斯氏鼢鼠;位于低海拔的譜系在240萬(wàn)年前分化出中華鼢鼠;160萬(wàn)年前黃土高原C4植物出現了擴張,以C4植物為食的鼢鼠為獲取食物從秦嶺地區向北部黃土高原擴張,在146萬(wàn)年前分化產(chǎn)生甘肅鼢鼠;Penultimate glaciation冰期 (PG, 135~194 kya) 時(shí),秦嶺地區被冰川覆蓋,部分鼢鼠群體為獲取食物遷到秦淮以南,在44萬(wàn)年前分化出羅氏鼢鼠。

本研究還推斷出不同物種之間的基因組分化島嶼區的成因是祖先多態(tài)性和搭載效應。因為長(cháng)期生活在地下,而且高原和斯氏鼢鼠生活在高海拔地區,與心室大小、心臟發(fā)育、血管生成、免疫,DNA修復、神經(jīng)系統發(fā)育和抗腫瘤等相關(guān)的基因受到選擇。