基于多基因整合系统学的招潮蟹属(Metaplax)物种界定、谱系关系与印度洋起源假说

《Zoologica Scripta》:Molecular Phylogeny, Species Delimitation, and Biogeography of the Varunid Crab Genus Metaplax (Crustacea, Varunidae)

【字体: 时间:2026年01月30日 来源:Zoologica Scripta? 2

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  本文综述了招潮蟹属(Metaplax)11个物种的分子系统发育、DNA条形码(COI)与生物地理学历史。研究通过线粒体(COI、16S)和核基因(28S)联合分析,支持属级单系性并识别四大支系;COI条形码间隙明确(种内≤2.01%,种间≥5.76),证实其物种界定有效性。分子钟推断其于晚渐新世(约31.6 Ma)从其他方蟹科分支,并逐步由印度洋扩散至西太平洋。成果为潮间带蟹类演化与印度洋-西太平洋生物多样性格局提供新见解。

  
材料与方法
本研究以印度洋-西太平洋分布的招潮蟹属(Metaplax)11个已描述物种为对象,整合形态学与多基因分子数据(线粒体COI、16S及核基因28S),标本源自台湾国立中兴大学(NCHUZOOL)、澳大利亚昆士兰博物馆(QM)及新加坡李光前自然历史博物馆(ZRC)等馆藏。DNA提取自肌肉组织,扩增COI片段采用LCO1490/HCO2198等引物,16S与28S扩增使用已发表及新设计引物。系统发育分析基于最大似然法(ML)、贝叶斯推断(BI)及分子钟估算(BEAST),并利用BioGeoBEARS与BBM进行祖先分布区重建。
系统发育与物种界定
基于联合基因数据集(COI+16S+28S)的系统发育分析显示,招潮蟹属为单系群,内部形成四大高支持度支系(图2):(1)M. distincta支系(含M. longipesM. tredecim等6种);(2)M. elegans支系(M. elegansM. intermedia);(3)M. crenulata支系(M. crenulataM. pristis);(4)M. indica支系(仅M. indica)。形态学证据(如雄性眼后脊形态、步足及第一腹肢特征)与分子聚类结果一致。COI条形码分析显示种内遗传距离≤2.01%(0–13 bp),种间距离≥5.76%(36–130 bp),存在明显条形码间隙(表2),证实COI可有效区分形态相似种并辅助雌性个体鉴定。
分化时间与生物地理起源
分子钟估算表明,招潮蟹约于31.6 Ma(晚渐新世)从其他方蟹科类群分化,主要支系在29.8–26.3 Ma间形成(图4)。祖先分布区重建支持招潮蟹起源于印度洋(节点50),随后通过阶梯式扩散进入西太平洋(图5)。这一“自西向东”的扩散模式与多数印度洋-太平洋潮间带类群的“自东向西”扩散趋势相反,可能得益于渐新世印尼海道更开放的洋流格局及季节性东向流,为幼虫提供了跨洋盆扩散条件。
讨论与意义
本研究通过整合分类学框架明确了招潮蟹属的种间关系与演化历史,为方蟹科(Varunidae)系统分类提供新证据。四大支系的划分与形态差异(如眼后脊瘤突形态、步足粗细等)相符,支持属内分类稳定性。生物地理分析提示印度洋作为起源中心,其后向太平洋的扩散可能与古海洋环流演变及海平面波动密切相关。该成果凸显了多基因数据在厘清近缘种界限及历史生物地理过程中的价值,为理解印度洋-西太平洋生物多样性热点形成机制提供了蟹类模型。
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