黃雅瓊,李文周,陳 斌,蔡孝星,鄭志學,呂植桐
(1.福建戴云山國家級自然保護區(qū)管理局,福建 德化 362500;2.中山大學生命科學學院,廣東 廣州 510275)
蛙科(Ranidae)琴蛙屬(Nidirana)物種廣泛分布于東亞和東南亞的亞熱帶地區(qū),目前該屬共有已知物種14種,且所有已知種在我國均有分布[1]。彈琴蛙(N.adenopleura)是琴蛙屬中命名較早的物種之一,曾經是該屬中分布范圍最廣的物種,被廣泛記錄于我國華東、華南、西南等地[2]。近年來,隨著分子生物學技術的發(fā)展及綜合分類法的應用,原先曾被鑒定為彈琴蛙的多個不同種群,先后被發(fā)表為新物種[1,3-4]。其中,分布于廣西大瑤山的種群被認定為瑤琴蛙(N.yaoica),分布于貴州雷公山和梵凈山的種群被認定為雷山琴蛙(N.leishanensis),分布于湖南湘江流域的種群被認定為湘琴蛙(N.xiangica),分布于浙江北部的種群被認定為孟聞琴蛙(N.mangveni),分布于廣東北部、湖南東南部和江西西南部的種群為粵琴蛙(N.guangdongensis)。
分布于福建省的琴蛙種群,此前也均被鑒定為彈琴蛙[2,5-6]。此后,經過形態(tài)比較和分子系統(tǒng)發(fā)育分析研究,福建北部的種群被確認為是真正的彈琴蛙[1,7],而福建南部的琴蛙種群目前仍缺乏相關厘定。2017年6月,在福建戴云山國家級自然保護區(qū)采集到4號琴蛙屬標本,經過詳細的形態(tài)比較和分子系統(tǒng)發(fā)育分析鑒定為粵琴蛙,為福建省兩棲類新記錄。本發(fā)現(xiàn)為琴蛙屬的系統(tǒng)學和譜系地理學研究提供重要信息。
4號琴蛙標本是2017年6月26日夜晚徒手采集自福建戴云山國家級自然保護區(qū)九仙山(118°06′44.20″E、25°41′39.96″N)。標本安樂死后,剪取大腿腹側肌肉樣品保存于95%乙醇中;標本用5%福爾馬林溶液固定定型后轉移至70%乙醇溶液中,保存于中山大學生物博物館(SYS)。
使用游標卡尺對4號標本的形態(tài)特征進行測量,精確到0.1 mm。測量標準及形態(tài)特征鑒定均依照 Lyu 等[1]的定義。
使用Tiangen Genomic DNA Kit試劑盒提取樣品的基因組DNA(方法參照其說明書),提取的DNA溶液保存于-20 ℃?zhèn)溆谩@肞CR擴增線粒體COⅠ基因片段。擴增引物參照Lyu等[1]的 dgLCO (5′-GGTCAACAAATCATAAAGAYATYGG-3′) 和dgHCO(5′-AAACTTCAGGGTGACCAAARAAYCA-3′),反應條件為95 ℃預變性4 min,隨后以94 ℃變性40 s、52 ℃退火40 s、72 ℃復性1 min進行35個循環(huán),最后72 ℃補充延伸10 min。PCR 產物進行雙向測序,所得序列用于系統(tǒng)發(fā)育分析。
從GenBank數據庫下載琴蛙屬部分物種及其近緣類群拇棘蛙屬(BabinaThompson),1912物種的相關COⅠ基因序列(表1)。拇棘蛙屬物種作為構建分子系統(tǒng)樹的外群[7]。所有序列在MEGA 6.0軟件[8]中使用Clustal W算法[9]進行序列比對,采用默認參數。比對后的序列在jModelTest v2軟件中基于AIC標準計算最佳核苷酸替代模型;用MEGA 6.0 軟件的p-distance距離模型計算各物種間的遺傳距離;使用RaxmlGUI 1.3軟件[10],采用最大似然法(maximum likelihood,ML)構建ML系統(tǒng)發(fā)育樹,并進行1000次bootstrap重復抽樣分析以檢驗系統(tǒng)發(fā)育樹各節(jié)點置信度。
表1 所有樣品的采集信息、標本憑證和GenBank序列號
續(xù)表1
采集自福建戴云山國家級自然保護區(qū)的4號琴蛙標本為3雄1雌(圖1),所有標本的形態(tài)量度結果見表2,其形態(tài)符合粵琴蛙的鑒定特征。
A1.雄性背面;A2.雄性腹面;B1.雌性背面;B2.雌性腹面
體型大,雄性頭體長53.1~53.6 mm,雌性頭體長56.6 mm。頭長大于頭寬;吻端鈍圓,突出于下唇,吻長大于眼徑;吻棱明顯,頰部向內略微凹陷;鼻孔位于吻、眼之間,略近于吻端;眼間具顯著松果體;眼間距小于鼻間距;鼓膜清晰,小于眼徑,接近眼;不具顳褶;具犁骨棱和犁骨齒;舌末端具缺刻。雄性具一對咽下外聲囊。
前肢較粗壯;指細長,指序為Ⅱ<Ⅰ<Ⅳ<Ⅲ;指末端略膨大成吸盤,除I指外均具腹側溝;無蹼,Ⅰ指外側及Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ指內外側具顯著緣膜;關節(jié)下瘤顯著,各指基部具不明顯的指基下瘤;掌突3個,橢圓形、大而顯著。雄性第I指基部背面具單個婚墊,無婚刺。
后肢相對粗壯,后肢前伸貼體時脛跗關節(jié)達鼻孔,跟部重疊;趾細長,趾序為Ⅰ<Ⅱ<Ⅴ<Ⅲ<Ⅳ;趾末端略膨大成長而尖的吸盤,各趾均具顯著腹側溝;腳蹼中等大小,蹼式:Ⅰ1~2Ⅱ1~2Ⅲ1~3Ⅳ 3Ⅴ~1V;各趾內外側均具顯著緣膜;關節(jié)下瘤顯著;內蹠突橢圓形,長約為寬的3倍;外蹠突不顯著,小而圓。
表2 福建戴云山國家級自然保護區(qū)度量粵琴蛙標本的形態(tài)度量
背部皮膚粗糙;后背部及后肢密被錐狀角質刺,頭部及體背具稀疏的角質刺;背側褶發(fā)達,自上眼瞼后緣延伸至腹股溝上方,末端斷斷續(xù)續(xù),具稀疏角質刺;雄性體側粗糙,具小疣及稀疏角質刺,具顯著、光滑、略微凸起的肩上腺;雌性體側較光滑,不具角質刺,不具肩上腺。腹面光滑,腿后部及肛周圍具扁平疣。
生活時背面棕紅色,角質刺白色;松果體黃色;背部具斷續(xù)的黃色背中線,自松果體延伸至肛部上方;體側上部灰褐色,下部淺黃色,肩上腺米黃色。前肢淺褐色,具黑色條紋;后肢深褐色,具黑色橫紋。頰部及顳部棕色,鼓膜淺褐色;虹膜上1/3淺褐色、下2/3紅棕色。腹面白色;雄性咽部粉色。
PCR擴增獲得福建戴云山國家級自然保護區(qū)琴蛙線粒體COⅠ基因序列4條,長度各569 bp。用于系統(tǒng)發(fā)育分析的最佳核苷酸替代模型為GTR+G+I。最大似然系統(tǒng)發(fā)育樹(圖2)顯示,采自福建戴云山自然保護區(qū)的琴蛙標本與廣東北部、湖南東南部、江西西南部的粵琴蛙樣品聚為支持率較高(99%)的單系群,而與福建北部、江西中部、浙江南部、臺灣的彈琴蛙樣品親緣關系甚遠。基于p-distance距離模型估算的遺傳距離(表3)顯示,福建戴云山國家級保護區(qū)的琴蛙種群內部遺傳距離為0.1%;與廣東北部、湖南東南部、江西西南部的粵琴蛙種群遺傳距離為1.8%,略大于該種群內部的遺傳距離(1.3%);與彈琴蛙的遺傳距離為9.4%。分子系統(tǒng)發(fā)育分析結果支持福建戴云山國家級自然保護區(qū)的琴蛙標本為粵琴蛙,而非原文獻記錄的彈琴蛙[2,5-6]。
表3 基于線粒體CO Ⅰ基因的琴蛙屬物種間p-distance遺傳距離
表3(續(xù))
分支末端數字為樣品序號,節(jié)點上的數字為最大似然法自舉值
粵琴蛙為2020年新發(fā)表的兩棲動物新物種,在此之前已知的分布范圍為廣東北部、湖南東南部、江西南部的南嶺山脈中段及羅霄山脈南部[1]。本次在福建中部的戴云山國家級自然保護區(qū)報道該物種的新分布,是福建省兩棲類新記錄。這一發(fā)現(xiàn),將粵琴蛙的分布區(qū)域向東擴展至福建中部(圖3)。此前,福建北部、江西中部的琴蛙種群已被確認為彈琴蛙[1,7]。因此,可以推測從廣東北部沿南嶺山脈、蓮花山脈往東的閩南、粵東、贛南等地此前記錄的彈琴蛙種群也應該是粵琴蛙。在這些地區(qū)需要進行全面和詳細的調查,以了解這一新物種確切的分布范圍及種群狀況。
戴云山國家級自然保護區(qū)位于福建中部的戴云山脈,其北部為福建最大河流閩江。目前已經報道確認過的福建北部的彈琴蛙種群[1,7],均分布于閩江以北;而此次報道的粵琴蛙種群分布于閩江以南的戴云山。這也表明,閩江可能是彈琴蛙和粵琴蛙2個物種在福建省內分布區(qū)的分界線。
星形為福建戴云山國家級自然保護區(qū);紅色圓形為此前報道的粵琴蛙分布點;黑色圓形為此前報道的彈琴蛙分布點;右上方小圖為福建戴云山國家級自然保護區(qū)粵琴蛙生境。
*:感謝福建戴云山國家級自然保護區(qū)管理局賴鐘俊、陳文偉、徐榮地、陳亞婷,中山大學王英永、王健協(xié)助完成室內實驗、野外調查工作,并對本論文提供了寶貴建議和幫助。