海洋所揭示中国沿海红条毛肤石鳖地理格局成因
近日,中国科学院海洋研究所海洋生物分类与系统演化实验室研究团队在国际知名进化生物学领域Top期刊Evolutionary Applications《进化应用》发表最新成果,聚焦中国沿海红条毛肤石鳖(Acanthochitona rubrolineata)种群谱系地理分布,综合运用群体遗传学、实验室培养以及数值模拟等多种方法,从基因组范围深入剖析海洋生物的遗传结构与种群历史成因,为非模式生物和潜在受威胁物种的分析提供关键参考。
探究海洋生物连通性的限制因素是海洋生物学的关键课题。除历史因素外,海洋屏障、栖息地不连续性、海洋环境的变化以及物种特有生活史等现代因素,也会影响海洋生物种群遗传结构和分布模式。本研究对来自中国沿海13个地区的红条毛肤石鳖进行了简化基因组测序,以探究其遗传多样性和种群结构。通过对全基因组范围内的单核苷酸多态性位点(SNPs)进行分析,发现北方种群和南方种群之间存在显著的遗传分化(图1)。本研究结合室内幼虫培养实验,通过海洋广义环流模型(OGCM),模拟红条毛肤石鳖浮游幼虫的扩散情况(图2)。研究表明,历史和现代海洋学因素、生物自身的生活史特性、长江冲淡水以及苏北浅滩的共同作用,在塑造红条毛肤石鳖种群的动态演化历史和遗传结构方面发挥了重要作用,揭示了两个独立进化的谱系,且其共同祖先种群大约在 115.6 万(95% 置信区间:89 万 - 144 万)年前发生分化。本研究中全基因组分化呈现多个高度分化的区域,属物种形成过程中的早期/中间阶段。FST值> 0.80,与不同物种分化水平一致,种群遗传结构也呈现出类似模式,表明在红条毛肤石鳖内可能存在未被记录的物种形成。
图1(A)13个种群的采样地图;(B)基于中性位点的13个种群的种群遗传结构,K =2 到 4;(C)主成分分析(PCA)结果,每个个体以不同颜色标签表示对应来源种群 (DL, 大连; DS, 东山; LJ, 连江; LYG, 连云港; LZ, 莱州; NJ, 南麂; PL, 蓬莱; PT, 平潭; QD, 青岛; QZ, 泉州; RC, 荣成; RZ, 日照; XP, 霞浦)
图2 使用海洋广义环流模型(OGCM)对源自北方种群(A-D)7个不同地点(Site #1: 大连、Site #2: 莱州、Site #3: 蓬莱、Site #4: 荣成、Site #5: 青岛、Site #6: 日照、Site #7: 连云港)以及南方种群(E-H)6个不同地点(Site #8: 南麂、Site #9: 霞浦、Site #10: 连江、Site #11: 平潭、Site #12: 泉州、Site #13: 东山)的粒子的扩散路径和相对含量在第 1、10、20 和 30 天的情况模拟图
中国科学院海洋研究所博士后宗绍兵为论文第一作者,张均龙研究员为通讯作者,合作者包括许灵静副研究员和杨德周研究员。研究工作得到了国家重点研发计划项目、国家自然科学基金、山东省自然科学基金和山东省青年泰山学者项目的资助。
论文信息:
Zong, S., Liu, H., Xu, L., Yang, D., & Zhang, J*. (2025). The Intertidal North-South Split: Oceanographic Features and Life History Shape the Phylogeography of Chiton Acanthochitona rubrolineata. Evolutionary applications, 18(4), e70095. https://doi.org/10.1111/eva.70095
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