DNA条形码技术明确了里海盆地中非本土鰕虎鱼属（Rhinogobius，属于鰕虎鱼目Oxudercidae科）的物种身份及其入侵途径，并揭示了该物种在其原分布范围内的隐秘多样性

《Regional Studies in Marine Science》：DNA barcoding resolves the identity and invasion pathway of the non-indigenous goby genus Rhinogobius (Gobiiformes: Oxudercidae) in the Caspian Sea basin, and reveals cryptic diversity within the native range

本研究的分子证据确认中亚咸海区入侵的Rhinogobius种群为单一物种R. lindbergi，揭示其起源于日本并通过人工水道扩散，同时发现该属在欧亚大陆存在22-30个隐秘物种，系统发育和物种界定方法显示近期物种分化。

　　

阿扎德·泰莫里（Azad Teimori）|哈米德·雷扎·埃斯梅埃利（Hamid Reza Esmaeili）|凯万·阿巴希（Keyvan Abbasi）|费雷什泰·普尔霍塞尼（Fereshteh Pourhosseini）|米娜·莫塔马迪（Mina Motamedi）|纳米克·穆斯塔法耶夫（Namiq Mustafayev）|鲍里斯·A·莱文（Boris A. Levin）

伊朗克尔曼省沙希德·巴霍纳尔大学（Shahid Bahonar University of Kerman）理学院生物系

摘要

Rhinogobius 是隶属于 Oxudercidae 科的主要生活在淡水中的鰕虎鱼属，原产于东亚的热带和温带地区。由于隐秘的物种多样性和人为引入，该属面临显著的进化挑战。本研究采用线粒体 COI 条形码技术、系统发育分析以及多种物种界定方法（ABGD、ASAP、bPTP、GMYC），以确定里海地区非本地 Rhinogobius 种群的身份，并评估该属在整个欧亚大陆的多样性。我们的分子证据表明，Rhinogobius lindbergi 是里海和咸海流域（包括伊朗、阿塞拜疆、格鲁吉亚和乌兹别克斯坦）中的单一入侵物种，纠正了之前将其误鉴定为 R. similis 或 R. cheni 的错误。系统发育和单倍型网络分析显示，里海流域的 R. lindbergi 与日本大陆的 R. nagoyae 是姐妹群，表明它们拥有共同的近期祖先，从而确定了日本是此次入侵的起源地。卡拉库姆运河（Kara-Kum Canal）是最可能的入侵途径，随后发生了快速的二次扩散。除了入侵现象外，我们的分析还揭示了其原产地范围内广泛的隐秘物种多样性。此外，物种界定分析发现了22到30个潜在物种，其中最敏感的基于树的方法（GMYC、bPTP）支持30个不同的谱系——这一数量远超当前基于形态学的分类结果，突显了隐秘物种形成的普遍性。从保守方法到敏感方法（22 → 27 → 30）的物种数量持续增加，反映了近期物种分化的连续过程。本研究不仅澄清了里海地区的生物入侵问题，还为欧亚大陆的 Rhinogobius 属提供了修订后的分类框架，强调了水产养殖引入的风险以及综合管理这一隐秘物种复合体的紧迫性。

引言

Rhinogobius（Gill, 1859，鰕虎鱼目：Oxudercidae：Gobionellinae）主要生活在淡水环境中，是一个分类上非常复杂的鰕虎鱼群体，在东亚和东南亚地区经历了广泛的多样化（Chen et al., 2022; Tuncharoen et al., 2025）。这些体型较小的鱼类表现出显著的生态适应性，能够栖息在从山区溪流到半咸水河口的多种环境中（Suzuki et al., 2022）。然而，它们保守的形态特征、频繁的共存分布以及杂交倾向（Yamasaki et al., 2015, Ju et al., 2025）导致了长期的分类混乱（Wang, 2001）。 最近的分子研究表明，该属存在广泛的隐秘物种多样性，发现了许多未被描述的物种复合体（例如 Chen and Miller, 2013; Xia et al., 2018），而一些形态上不同的形式可能只是种内变异。 这些挑战体现在诸如日本种群中普遍存在的杂交现象（Suzuki et al., 2016），以及在泰国和中国发现的基因上不同的谱系（Chen et al., 2022），这些谱系之前被归为同一物种。最近描述的 R. sudoccidentalis、R. lithopolychroma（Li et al., 2024）和 R. jangshiensis（Chen et al., 2024）进一步凸显了这些复杂性，因为这些适应溪流的物种尽管与已知同类关系密切，但仍具有独特的遗传和形态特征。 一个特别棘手的案例是庞托-里海盆地（Ponto-Caspian basin）中引入的 Rhinogobius 种群。在伊朗（Coad and Abdoli, 1993, Coad and Abdoli, 2000, Zarei et al., 2021, Sayyadzadeh and Esmaeili, 2024）、土库曼斯坦（Aliev et al., 1988）和高加索地区（Epitashvili et al., 2020）建立的种群一直存在分类争议。这一谱系曾被多次鉴定为 R. similis、R. cheni，目前被认定为 R. lindbergi（Vasil’eva and Kuga, 2008, Sadeghi et al., 2018），这反映了该属的分类挑战以及对此入侵事件缺乏共识。 庞托-里海种群的原产地、入侵历史及其与亚洲同类的遗传关系仍不清楚，这成为理解 Rhinogobius 的生物地理学和该地区水生入侵现象的关键知识空白。本研究通过结合线粒体 DNA 条形码技术和对入侵及原产地谱系的全面系统发育分析来解决这些不确定性。我们的目标是：（1）明确里海和咸海流域种群的分类地位；（2）估计该属的物种边界；（3）重建入侵的起源和扩散路径。通过这些工作，我们旨在确定入侵性 Rhinogobius 的身份和历史，并提供该属在整个欧亚大陆的物种多样性和生物地理模式的更全面评估。

样本采集

样本采集

本研究从里海和咸海流域的各种生境中收集了淡水鰕虎鱼标本，包括相关水体和河流流域的浅水和深水区域，使用了框架网、海滩围网、潜水以及电捕鱼设备等工具（图 1，表 1）。收集的标本用 96% 的乙醇固定。对于分子遗传学研究，我们分析了来自伊朗戈勒斯坦省拉米安（Ramian）拉米安泉（Ramian Spring）的三个乙醇保存的标本。

系统发育分析

对 Rhinogobius 种类的最大似然（ML）系统发育分析揭示了七个得到充分支持的支系（bootstrap ≥90%），其中一些进一步被定义为亚支系（图 2）。系统发育树显示这些支系之间存在显著的遗传差异。外群 Tridentiger kuroiwae 形成了一个早期分离的支系，证实了该属的单系性。 支系 I（图 2 中的 Cl. I）包含两个菲律宾 Rhinogobius 物种，即四个 R. tandikan 的序列（LC648297–LC648300）。

讨论

本研究提供了一个全面的分子系统发育框架，明确了里海盆地 Rhinogobius 属的分类身份、生物地理起源和入侵历史，同时揭示了其整个欧亚原产地范围内的广泛隐秘物种多样性。我们的分析确认，里海、咸海和底格里斯河流域的入侵种群构成了一个单一物种 Rhinogobius lindbergi，在遗传上与日本的 R. nagoyae 最为接近。

结论

本研究提供了一个全面的分子系统发育框架，显著推进了我们对淡水鰕虎鱼属 Rhinogobius 的分类地位、进化历史和入侵动态的理解，特别关注了里海盆地。我们的分析确认，入侵里海、咸海和底格里斯河流域的种群属于单一物种 Rhinogobius lindbergi，从而纠正了之前的分类错误。

资助

本研究得到了伊朗国家科学基金会（INSF，项目编号：4023509）和俄罗斯科学基金会（项目编号：24–44–20019 “里海盆地的鱼类：遗传多样性、进化和生物地理学”）的支持。

CRediT 作者贡献声明

哈米德·雷扎·埃斯梅埃利（Hamid Reza Esmaeili）： 写作——审稿与编辑、资源准备、数据管理。 凯万·阿巴希（Keyvan Abbasi）： 写作——审稿与编辑、资源准备、数据管理。 费雷什泰·普尔霍塞尼（Fereshteh Pourhosseini）： 调查、数据分析、数据管理。 米娜·莫塔马迪（Mina Motamedi）： 写作——审稿与编辑、方法论、数据分析、数据管理。 阿扎德·泰莫里（Azad Teimori）： 写作——审稿与编辑、初稿撰写、数据可视化、项目监督、软件使用、项目管理、方法论、资金获取、数据分析。

利益冲突声明

作者声明他们没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。

致谢

我们感谢克尔曼省沙希德·巴霍纳尔大学和设拉子大学（Shiraz University）对里海南部海域鱼类采样工作的支持。同时，我们也感谢 F. Fuladian、M. Pasalari、A. Motlaghnejad、A. Zahedi 和 A.V. Teimori 在野外工作中的协助。