吉他鱼分子分类学突破：基于COI与ND2基因的Acroteriobatus属物种界定与保护启示

《Marine Biodiversity》：Molecular taxonomy of the guitarfish genus Acroteriobatus (Rhinopristiformes: Rhinobatidae)

本研究针对吉他鱼属Acroteriobatus因形态保守导致的分类混乱问题，通过整合COI和ND2基因序列数据，结合多种分子物种界定方法，成功识别出14个分子操作分类单元（MOTUs），证实当前物种划分的准确性，并揭示公共数据库中因标本误鉴定和命名滞后引发的遗传多样性评估偏差。研究成果为濒危吉他鱼的精准保护管理提供了分子依据，对推动印度洋西部海域生物多样性保护及渔业可持续管理具有重要意义。

　　

在印度洋西部热带至温带沿海水域，生活着一类外形独特却极易被混淆的海洋生物——吉他鱼（Guitarfish）。它们属于 Rhinopristiformes 目 Rhinobatidae 科，因其身体前部扁平如吉他琴身而得名。近年来，由于过度捕捞和栖息地退化，这类生物的生存状况日益堪忧，尤其以 Acroteriobatus 属的吉他鱼最为典型。然而，保护工作的最大障碍并非仅来自外部威胁，更源于其自身“长相太过相似”——形态特征的保守性使得传统分类学方法难以准确区分不同物种，导致物种分布范围、种群数量等关键信息模糊不清，严重制约了针对性保护措施的制定。

在这一背景下，一项发表于《Marine Biodiversity》的研究应运而生。研究团队瞄准 Acroteriobatus 属吉他鱼，直面其因形态相似性引发的分类学不确定性难题。他们深知，准确的物种识别是有效保护的前提，尤其在物种分布区与高强度渔业活动区域高度重叠的现状下，厘清物种边界对于评估捕捞影响、防范局部灭绝至关重要。

为了解开这一分类学死结，研究人员采用了分子系统学的利器。他们不仅自行采集了来自五个物种的54份标本，还广泛搜集了公共数据库（GenBank、BOLD）中已有的相关序列，最终构建了包含83个个体、531 bp长度的细胞色素c氧化酶亚基I（COI）基因数据集，以及61个个体、839 bp长度的烟酰胺腺嘌呤二核苷酸脱氢酶亚基2（ND2）基因数据集。研究策略清晰分为两大步：首先，运用多种分子物种界定方法（包括距离基础的RESL、ASAP，以及系统发育基础的mPTP、bPTP、GMYC）来识别分子操作分类单元（MOTUs），并通过共识原则确定最终的物种级MOTUs；其次，利用标本分配方法（如最佳匹配分析BCMA、神经网络BP、模糊集合FZ等）评估这些界定结果的可靠性，并检验是否存在清晰的条形码间隙（Barcode gap）。同时，计算遗传多样性指数，构建单倍型网络以可视化物种间的进化关系。

研究结果有力地拨开了笼罩在Acroteriobatus属上的分类迷雾。

物种界定结果支持当前分类框架

综合分析表明，14个共识MOTUs与目前已描述的物种高度吻合，未发现隐藏种或姊妹种的证据。这意味着，尽管吉他鱼们外表酷似，但它们的基因序列却忠实地记录了物种间的差异。例如，南美洲特有的A. annulatus和A. blochii虽然分布区部分重叠，且常被混淆，但分子数据清晰地将它们区分为不同的MOTUs。

公共数据库存在误鉴定与命名滞后

研究揭示了公共序列库中一个不容忽视的问题：部分序列存在物种误标或仍在使用过时的属名（如Rhinobatos）。当依据报告物种名称（存在误鉴定）进行分组时，遗传多样性指数（如单倍型多样性hd、核苷酸多样性π）会被人为夸大。而按照科学界定的MOTUs重新分组后，遗传多样性评估更为准确，凸显了建设和维护经过严格审核的DNA参考数据库的紧迫性。

基因揭示地理分布与形态特征的关联

基于COI和ND2基因构建的单倍型网络图显示，物种间的系统发育关系与其地理分布范围具有广泛的一致性，强调了亚区域特有现象。更有趣的是，物种的聚类模式似乎与体色斑纹等形态特征相关联：具有蓝灰色斑点、条纹鼻部的物种（如A. andysabini, A. leucospilus）聚为一支，而斑点较白、腹部颜色较浅的物种（如A. annulatus, A. blochii）则聚为另一支。ND2基因因其进化速率较快，展现了比COI更高的分辨率，但两者揭示的物种间关系基本一致。

特定物种的分布范围得以澄清

分子数据帮助澄清了几个物种的真实分布。例如，证实了A. annulatus可能并非如以往认为的也分布于纳米比亚，其分布范围可能仅限于南非，这对其受威胁等级评估和保护区规划具有直接影响。同时，研究确认了A. andysabini为马达加斯加特有物种，A. leucospilus分布于南非至坦桑尼亚（不包括马达加斯加），而A. zanzibarensis和A. variegatus则分别确认了其在东非（坦桑尼亚、桑给巴尔）和南亚（印度、斯里兰卡）的狭窄分布。这些精确的分布信息是实施有效保护行动的基础。

研究结论与重要意义

本研究的核心结论在于，通过整合多种分子物种界定和标本分配方法，有效验证了Acroteriobatus属吉他鱼当前物种分类的合理性，识别并纠正了公共数据库中的错误信息，为该属鱼类提供了可靠的分子鉴定工具。其重要意义体现在三个方面：

1. 1.
   分类学贡献：为Acroteriobatus属建立了清晰的分子分类框架，解决了长期存在的分类不确定性，为后续生物学和生态学研究奠定了坚实基础。
2. 2.
   保护管理应用：精准的物种界定和分布范围确认为制定物种特异性的保护策略（如IUCN红色名录评估、CITES附录物种贸易监管、重要鲨鱼和鳐鱼区域ISRAs划定）提供了不可或缺的科学依据。特别是对于分布范围狭窄、受捕捞压力大的物种（如A. variegatus, A. zanzibarensis），本研究结果呼吁相关国家加强区域合作与管理。
3. 3.
   方法论启示：研究展示了分子分类学方法在解决形态保守类群分类难题中的强大能力，强调了使用多基因标记（如COI结合ND2）以及批判性使用公共数据库数据的重要性。该方法体系可推广至其他难以鉴定的海洋生物类群。

总之，这项研究如同为Acroteriobatus属吉他鱼绘制了一份精密的“基因身份证”，不仅澄清了物种身份，更照亮了其保护之路。随着这份基因地图的指引，管理者、科研人员乃至渔业社区能够更精准地识别、监测和保护这些珍贵的海洋生灵，为维护印度洋西部海洋生物多样性和促进渔业可持续发展贡献关键力量。