四川、青海和陜西省發(fā)現(xiàn)甘肅鼩鼱

黃韻佳 唐刻意 王旭明 萬韜 付長坤王瓊 陳順德* 劉少英*

（1 四川師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，成都 610101）（2 四川省林業(yè)科學(xué)研究院，成都 610081)

甘肅鼩鼱(Sorex cansulus)由Thomas(1912)根據(jù)采集于甘肅省洮州(今臨潭縣) 的鼩鼱標(biāo)本首次進(jìn)行描述，為中國特有種，無亞種分化。多年來，甘肅鼩鼱的分布記錄僅在模式產(chǎn)地甘肅臨潭；后有來自西藏東部的分布記錄(Smith 和解焱，2009)，但沒有提供詳細(xì)的地點(diǎn)，而Burgin 和He(2018) 認(rèn)為甘肅鼩鼱不大可能分布在西藏；最近報道云南省西北部有甘肅鼩鼱的分布(宋文宇等，2021)。

在整理2011—2018 年采獲的鼩鼱標(biāo)本時，我們發(fā)現(xiàn)四川省石渠縣、九寨溝縣、平武縣、黑水縣、汶川縣、茂縣和康定縣，青海省班瑪縣，陜西省太白山捕獲的24 號標(biāo)本疑似為甘肅鼩鼱(采集信息見附表1)。之后我們基于這些標(biāo)本的外形特征、頭骨量度比較、K2P (Kimura-2-parameter)遺傳距離和貝葉斯系統(tǒng)進(jìn)化樹分析，確認(rèn)這些標(biāo)本為甘肅鼩鼱?，F(xiàn)2 號標(biāo)本的皮張、頭骨和組織樣品保存于四川師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院動物標(biāo)本室，其余22 號標(biāo)本保存于四川省林業(yè)科學(xué)研究院動物標(biāo)本館。

附表1 四川、青海和陜西省的甘肅鼩鼱標(biāo)本的基本信息Appendix 1 Basic information of specimen of Sorex cansulus in Sichuan,Qinghai and Shaanxi provinces

1 研究方法

1.1 形態(tài)分析

本研究形態(tài)學(xué)分析使用了24 號采集標(biāo)本中的11號完整頭骨，其中8號采自四川省，2號采自青海省，1號采自陜西省。在野外捕獲標(biāo)本后，用電子秤稱體重(Body weight,BW)，用直尺(精度為1 mm)測量頭體長(Head-body length, HB)、尾長(Tail length,TL)和后足長(Hind foot length,HF)。將采集的標(biāo)本帶回實(shí)驗(yàn)室后，部分制成皮張剝制標(biāo)本和頭骨標(biāo)本。主要參照Hoffmann(1987)和楊奇森等(2007)的方法對頭骨標(biāo)本的11 個指標(biāo)進(jìn)行測量：顱全長(Condyloincisor length, CIL)、眶間寬(Interorbital breadth, IOB)、頭骨寬(Cranial breadth, CB)、顱高(Cranial height, CH)、上頜骨寬(Maxillary breadth,MB)、腭骨至門齒長(Palatoincisor length,PIL)、腭枕長(Postpalatal length, PPL)、上齒列長(Upper tooth row length, UTRL)、第二上臼齒寬(M2to M2breadth,M2-M2)、下頜長(Mandible length,ML)和下齒列長(Lower tooth row length,LTRL)(表1)。

表1 四川、青海和陜西省的甘肅鼩鼱外形和頭骨量度比較(體重單位：g；長度單位：mm)Table 1 Comparison of external and cranial measurements of Sorex cansulus in Sichuan,Qinghai and Shaanxi provinces (Body weight:g;measure:mm)

1.2 遺傳分析

利用基因組DNA 試劑盒(FOREGENE，成都福際生物科技有限公司) 提取24 號標(biāo)本的總DNA，通過聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(PCR) 擴(kuò)增其Cyt b基因全序列(1 140 bp)。所用引物為L14724_hk3和H15915_hk3(Heet al.,2010)。從GenBank 下 載2 條采自甘肅太子山的甘肅鼩鼱的Cyt b序列(序列號：MH332340, MH332337)，以及與其同屬的中鼩鼱 (Sorex caecutiens, 序列號： AB119191,AB119192 )、姬鼩鼱(Sorex minutissimus, 序列號:AB668150,AB668151)、細(xì)鼩鼱(Sorex gracillimus,序列號：AB175131)、扁顱鼩鼱(Sorex roboratus,序列號：MK410317,GQ374411)、栗齒鼩鼱(Sorex daphaenodon, 序列號：GU564733, GU564734)、苔原鼩鼱(Sorex tundrensis, 序列號： AB244645,AB244646)、 大 鼩 鼱(Sorex mirabilis, 序 列 號：AB062737) 和小紋背鼩鼱(Sorex bedfordiae, 序列號：KJ547341,KJ547342)的Cyt b序列共16條。另下載黑齒鼩鼱(Blarinella quadraticauda, 序列號：MN199120,JF719721)和微尾鼩(Anourosorex squa‐mipes, 序 列 號：KT032945, KT032946) 的Cyt b序列共4 條作為外群。所有序列用MEGA 5.0 進(jìn)行拼接與比對，并計算上述鼩鼱屬物種的種間K2P 遺傳距離(Tamuraet al., 2011)。利用JModelTest 2.1.3 軟件確定核苷酸的最適替換進(jìn)化模型(Dar‐ribaet al., 2012)，模型使用AIC 信息標(biāo)準(zhǔn)(Akaike information criterion) 進(jìn) 行 評 估(Luoet al., 2010)，確定其核苷酸的最適替換進(jìn)化模型為GTR。利用BEAST v1.6.1 軟件進(jìn)行貝葉斯系統(tǒng)樹的構(gòu)建(Drummondet al.,2012)，運(yùn)行100 000 000 代，每5 000 代進(jìn)行一次抽樣，使用非相關(guān)的對數(shù)正態(tài)松散分子鐘模型(Relaxed uncorrelated lognormal clock model)，每一次運(yùn)算中均使用Birth-death 物種形成模型。用Tracer v1.4.1 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(Drummond and Rambaut, 2007)，確認(rèn)有效統(tǒng)計樣本(Effective Sample Sizes,ESSs)大于200。用Tree‐Annotator v1.6.1 軟件運(yùn)算出樹文件，最后用Fig‐Tree v1.4.3軟件進(jìn)行樹形的修飾與輸出。

2 結(jié)果

2.1 形態(tài)特征

標(biāo)本體型中等，體重5.00 ~ 8.00 g，頭體長57.00 ~ 70.00 mm，尾長40.00 ~ 50.00 mm，后足長12.00 ~ 13.00 mm；背毛灰棕色，背部沒有條紋；腹部與背部界限明顯，腹毛整體呈灰白色，基部為黑色，尖部為白色；前足和后足呈淺棕色，足腹面顏色稍淺；尾長為頭體長的59% ~76%，尾毛呈灰棕色，尾腹面顏色稍淺(圖1)。牙齒齒尖均染栗紅色，齒式為1.5.1.3/1.1.1.3 =32；具有5顆上單尖齒，并依次減小，第五上單尖齒極小，高度約為第四上單尖齒的一半；從側(cè)面看，第一上臼齒和第二上臼齒具有完整的“W”型齒冠結(jié)構(gòu)，第三臼齒最小；2 顆第一上門齒夾隙有副齒尖，略低于著色線。下頜第一門齒呈刀狀，上有3 個低矮齒尖(圖1)。這批標(biāo)本形態(tài)特征與甘肅鼩鼱正模標(biāo)本的原始描記基本相符(Thomas,1912)，與甘肅鼩鼱模式產(chǎn)地標(biāo)本(Hoffmann,1987)和甘肅鼩鼱云南標(biāo)本(宋文宇等，2021)的描述接近，初步證實(shí)這批標(biāo)本為甘肅鼩鼱(圖1)。

圖1 甘肅鼩鼱的皮張標(biāo)本和頭骨標(biāo)本.A：青海標(biāo)本，博物館編號為SAF13364；B：四川標(biāo)本，博物館編號為SAF181413；C：陜西標(biāo)本，博物館編號為SAF19553Fig. 1 Skin and skull of Sorex cansulus. A:Sorex cansulus from Qinghai Province,the museum number is SAF13364;B:Sorex cansulus from Si‐chuan Province,the museum number is SAF181413;C:Sorex cansulus from Shaanxi Province,the museum number is SAF19553

對新采集標(biāo)本的外形及各項(xiàng)頭骨量度進(jìn)行比較(表1)，發(fā)現(xiàn)不同地理種群的形態(tài)有分化。陜西省標(biāo)本較四川和青海省的毛色偏黑；陜西和青海省標(biāo)本的體重稍重于四川省；陜西省標(biāo)本的頭體長和尾長均明顯長于四川和青海?。魂兾?、四川和青海省標(biāo)本的顱全長、眶間寬、頭骨寬、上頜骨寬、腭骨至門齒長、腭枕長、上齒列長、第二上臼齒寬、下頜長和下齒列長的平均值均依次遞減，即陜西省> 四川省> 青海省；顱高平均值，陜西省> 青海省> 四川?。凰拇ê完兾魇?biāo)本的尾長與頭長之比(平均值)略大于青海??；3省標(biāo)本的后足長無顯著差異。

2.2 遺傳分析

本研究擴(kuò)增出22條Cyt b基因全序列(2號標(biāo)本因?yàn)镈NA 嚴(yán)重降解未擴(kuò)增出來)。用BLAST 進(jìn)行序列比對，顯示所有新采集標(biāo)本的Cyt b序列與甘肅太子山標(biāo)本的序列相似度均為99.00%以上。使用MEGA 5.0 計算出其K2P 遺傳距離(表2)，結(jié)果表明新采集標(biāo)本與甘肅太子山標(biāo)本的K2P 遺傳距離為0.4% ~ 1.0%，符合哺乳動物Cyt b物種內(nèi)的K2P 遺傳距離小于2.0%的標(biāo)準(zhǔn)(Bradley and Bak‐er, 2001)。其中四川省標(biāo)本與甘肅太子山標(biāo)本的K2P 遺傳距離為0.4%；青海省標(biāo)本與甘肅太子山標(biāo)本的K2P 遺傳距離為0.5%；陜西省標(biāo)本與甘肅太子山標(biāo)本的K2P 遺傳距離為1.0%。新采集標(biāo)本與同屬其它物種的K2P遺傳距離為6.7%~15.5%，其中甘肅鼩鼱與中鼩鼱的K2P 遺傳距離最小(6.7%~6.8%)(表2)。貝葉斯系統(tǒng)進(jìn)化樹(圖2)顯示新采集標(biāo)本與甘肅太子山標(biāo)本一起形成穩(wěn)定的單系群(PP= 1.00)，且不同地理種群之間尚未形成獨(dú)立演化譜系，該結(jié)果支持新采集標(biāo)本為甘肅鼩鼱。

圖2 基于Cyt b 基因構(gòu)建的貝葉斯系統(tǒng)進(jìn)化樹. 實(shí)心圓形代表四川標(biāo)本，空心三角形代表青海標(biāo)本，空心圓代表陜西標(biāo)本，空心正方形代表甘肅標(biāo)本Fig. 2 Bayesian phylogenetic tree of Sorex based on Cyt b gene. The solid circles represent the specimens from Sichuan Province,the hollow trian‐gles represent the specimens from Qinghai Province,the hollow circles represent the specimens from Shaanxi Province,the hollow squares represent the specimens from Gansu Province

表2 甘肅鼩鼱不同種群間和鼩鼱屬各物種間的Kimura-2-parameter遺傳距離Table 2 Kimura-2-parameter distances between different populations of Sorex cansulus and several Sorex species based on Cyt b gene

3 討論

本研究基于外形特征、頭骨量度比較、Cyt b基因的Kimura-2-parameter 遺傳距離和貝葉斯系統(tǒng)進(jìn)化樹分析，發(fā)現(xiàn)了甘肅鼩鼱在四川、青海和陜西省的分布新紀(jì)錄，豐富了該物種的分布信息，也將有助于探討該物種的動物地理學(xué)問題。目前，甘肅鼩鼱分布在云南(宋文宇等，2021)、甘肅、四川、青海和陜西五省。這與宋文宇等(2021) 推斷的甘肅鼩鼱分布范圍“甘肅南部—西藏東部(四川西部)—云南西北部”大致相符。其主要棲息在海拔2 650~4 332 m的闊葉林、針闊混交林、杜鵑灌叢、長有低矮灌叢的高原草甸和流石灘生境中。

甘肅鼩鼱在分類上一直存在爭議。Thomas(1912)在描述新種時認(rèn)為其與來自西伯利亞南部的Sorex centralis和來自朝鮮的Soex annexus在形態(tài)上相似。隨后Ellerman 和Morrison-Scott (1951) 認(rèn)為甘肅鼩鼱是中鼩鼱的亞種或者同物異名。后Hoff‐mann(1987)認(rèn)為甘肅鼩鼱可能與苔原鼩鼱、云南鼩鼱(Sorex excelsus)和天山鼩鼱(Sorex asper)親緣關(guān)系更近，而不是遠(yuǎn)在東北的中鼩鼱。Sheftel 等(2018)將一批采自甘肅太子山的甘肅鼩鼱標(biāo)本鑒定為陜西鼩鼱(Sorex sinalisThomas, 1912)，后Ban‐nikova 等(2018) 又將這批標(biāo)本重新鑒定為“疑似甘肅鼩鼱(S.cf.cansulus)”，并利用核基因和線粒體基因數(shù)據(jù)證實(shí)了S.cf.cansulus與中鼩鼱有最近的親緣關(guān)系。

本研究結(jié)果顯示，不同地區(qū)的甘肅鼩鼱在尾長和頭體長上存有分化。甘肅鼩鼱的模式標(biāo)本尾長38.00 mm (Thomas, 1912)，甘肅太子山和郎木寺的甘肅鼩鼱的尾長為35.00 ~ 42.00 mm (Sheftelet al., 2018)，這兩地標(biāo)本尾長相近，而本文中采集標(biāo)本的尾長(40.00 ~ 50.00 mm) 和云南地區(qū)甘肅鼩鼱的尾長(43.00 ~ 54.00 mm) (宋文宇等，2021) 均偏大。陜西地區(qū)甘肅鼩鼱的頭體長為70.00 mm ，云南地區(qū)甘肅鼩鼱的頭體長為(72.05±1.36)mm(宋文宇等，2021)，這兩地的甘肅鼩鼱在體型上更為接近，而相較于其它地區(qū)則偏大，且陜西、四川和青海省的甘肅鼩鼱的頭骨大小依次遞減，即陜西省> 四川省> 青海省(表2)； 查看甘肅鼩鼱的模式標(biāo)本 (BMNH 12.8.5.13)，發(fā)現(xiàn)其5 顆上單尖齒逐漸依次減小，但Thomas(1912)和Hoffmann(1987)并沒有在文中這樣描記?！吧蠁渭恺X逐漸依次減小”這個特征除了甘肅鼩鼱外，還有分布在東北的遠(yuǎn)東鼩鼱(Sorex isodon) 和西南地區(qū)的陜西鼩鼱(Sorex sina‐lis)。這 可 能 是Wang 等(2018) 和Sheftel 等(2018)把分別采自陜西太白山和甘肅太子山的甘肅鼩鼱標(biāo)本錯誤地鑒定為“陜西鼩鼱”的原因。

中國鼩鼱屬(Sorex)物種非常豐富，約占全世界鼩鼱屬物種總數(shù)的1/4，橫跨了東洋界和古北界兩大動物地理區(qū)系。鼩鼱類物種間的形態(tài)差異細(xì)微，標(biāo)本積累困難，館藏資源少，并為人畜共患病病源的攜帶者，關(guān)注度極低，是中國哺乳動物研究比較薄弱的一個類群。中國鼩鼱屬動物的模式標(biāo)本大多在國外博物館，這給鼩鼱的分類學(xué)研究帶來了困難。近來研究也顯示該類群存在一些物種分類學(xué)和分布不清楚的問題(Chenet al.,2015)。甘肅鼩鼱的案例也提示需要更多關(guān)注中國鼩鼱類動物野外本底調(diào)查、標(biāo)本積累、分類和生物地理等基礎(chǔ)研究。

致謝：四川省林業(yè)科學(xué)研究院廖銳先生參與標(biāo)本采集；英國自然歷史博物館動物學(xué)部的Paula Jen‐kins教授提供甘肅鼩鼱模式標(biāo)本的頭骨照片，特此致謝！