中國南方喀斯特“生物寶庫”的發(fā)現(xiàn)和守護者

——記貴州師范大學動物生態(tài)學研究團隊

文/李梅

中國南方喀斯特地區(qū)是一座具有世界意義和中國特色的“生物寶庫”,分布著鮮為人知的洞穴魚類、兩棲類、翼手類、靈長類等嵴椎動物類群。

海南長臂猿Nomascus hainanus

在這里長年活躍著一支科研隊伍——貴州師范大學動物生態(tài)學研究團隊。他們依托中國南方喀斯特山地的獨特生境和豐富的生物多樣性資源,長期堅持開展本底資源調查,描述和發(fā)表了多個嵴椎動物新物種和新紀錄,極大程度豐富了對物種多樣性的認識。

不久前,本刊記者采訪了團隊負責人、貴州師范大學周江教授,他向記者介紹了這支科研團隊長期野外科考獲得的豐碩成果。

野外科考成果豐碩  發(fā)現(xiàn)多種新物種

在中國南方喀斯特地區(qū),經過近二十年的科學考察研究,貴州師范大學動物生態(tài)學研究團隊全面了解和揭示喀斯特地區(qū)地質事件對現(xiàn)生嵴椎動物類群的影響,為生物多樣性的可持續(xù)發(fā)展和喀斯特地區(qū)生態(tài)系統(tǒng)的健康穩(wěn)定提供強有力的科技支撐。

大七孔洞鰍

據(jù)了解,近15年來,科研團隊發(fā)現(xiàn)鯉形目洞穴魚類新種13種,其中鯉科金線鲃屬4種,包括堯蘭金線鲃Sinocyclocheilus yaolanensis、洞塘金線鲃S. dongtangensis、貞豐金線鲃S. zhenfengensis、長角金線鲃S. longicornus;條鰍科8種,包括大七孔洞鰍Troglonectes daqikongensis、水龍洞鰍Trog. shuilongensis、冊亨高原鰍Triplophysa cehengensis、冗渡高原鰍Trip. rongduensis、安龍高原鰍Trip. anlongensis、盤州高原鰍Trip. panzhouensis、大明山嶺鰍Oreonectes damingshanensis、冊亨中華喀鰍Karstsinnectes cehengensis;另外,還有爬鰍科1種,即安龍爬鰍Balitora anlongensis。

另外,團隊發(fā)現(xiàn)兩棲動物新種6個,包括無尾目角蟾科4種,包括荔波角蟾Boulenophrys liboensis、從江角蟾B. congjiangensis 、綏陽掌突蟾Leptobrachella suiyangensis、貴師掌突蟾L. yunyangensis;蛙科2種,即:織金林蛙Rana zhijinensis、荔波臭蛙Odorrana liboensis;兩棲爬行動物新紀錄種6個,分別為徂徠林蛙R. culaiensis、中華湍蛙Amolops sinensis、凹頂泛樹蛙Polypedates impresus、布氏泛樹蛙P. braueri、趙氏后棱蛇Opisthotropis zhaoermii、百花錦蛇Elaphe moellendorffi。

荔波角蟾Boulenophrys liboensis

在哺乳動物類群,團隊發(fā)現(xiàn)翼手目3個新種和6個新紀錄種,其中,新種為荔波管鼻蝠Murina liboensis、榕江管鼻蝠M. rongjiang和梵凈山管鼻蝠M. fanjingshanensis;新紀錄種有高顱鼠耳蝠Myotis siligorensis、狹耳鼠耳蝠M. blythii、高鞍菊頭蝠Rhinolophus paradoxolophus、大山蝠Nyctalus aviator、爪哇伏翼Pipistrellus javanicus 、棒莖伏翼P. paterculus。

發(fā)表的新種新紀錄被中國兩棲類等網站及中國獸類分類與分布等專著收錄。

厘清屬級分類爭議 建立洞穴魚類新屬

長角金線鲃 Sinocyclocheilus longicornus

多年來,貴州師范大學動物生態(tài)學研究團隊較為系統(tǒng)地開展了中國西南特有洞穴魚類和山地兩棲類的多樣性和進化研究,圍繞洞穴魚類和兩棲類開展了相關突破性工作。

該團隊厘清了條鰍科洞穴魚類存在的屬級分類爭議,建立了一個洞穴魚類新屬——中華喀鰍屬 Karstsinnectes和一個新的種組——小眼種組 Sinocyclocheilus microphthalmus group;補充了南方喀斯特山地兩棲動物的本底資源、生物多樣性有限區(qū)域和演化尺度;解析了鯉科金線鲃屬和條鰍科洞穴魚類生物多樣性分布格局的歷史成因;揭示了新生代以來青藏高原隆升、亞洲季風氣候轉變、喀斯特地貌演化是塑造當前生物多樣性的主要環(huán)境因素;揭示了小區(qū)域造山運動和山地生境異質性在驅動喀斯特物種多樣性形成和維持過程中的重要作用。”相關研究論文發(fā)表在國內外知名學術期刊,并出版專著兩部——《中國茂蘭兩棲爬行動物》和《梵凈山小型哺乳動物》。

水龍洞鰍 Troglonectes shuilongensis

深入探索致危機制 保護極度瀕危動物

以長期野外科考數(shù)據(jù)為基礎,在繼承以謝家驊等老一輩動物學家的基礎上,貴州師范大學動物生態(tài)學研究團隊對中國南方特有的海南長臂猿、黔金絲猴、黑葉猴等瀕危動物進行種群長期監(jiān)測和保護生物學研究,率先將地理信息系統(tǒng)、群體遺傳學、糞便基因組學等新技術引入到瀕危靈長類的保護生物學研究中。

周江教授團隊闡明了瀕危靈長類物種海南長臂猿的種群動態(tài)、致危過程及演化潛力;發(fā)現(xiàn)低海拔棲息地快速喪失和現(xiàn)存棲息地破碎化程度極高是導致海南長臂猿和黔金絲猴小種群可能崩潰的主要因素;揭示了海南長臂猿具有一夫二妻的婚配制度和極低的種群遺傳多樣性,面臨著近親繁殖的風險。

研究特有嵴椎動物 揭示適應環(huán)境機制

以中國南方喀斯特地區(qū)特有的洞穴魚類和兩棲動物為研究對象,貴州師范大學動物生態(tài)學研究團隊揭示了這些物種適應黑暗和喀斯特環(huán)境的分子機制。

團隊通過基因組學研究揭示了典型洞穴魚類大七孔洞鰍體色退化的原因是基因組中MC1R基因發(fā)生移碼突變,導致MC1R基因成為假基因,從而阻斷了黑色素的生成,揭示了典型洞穴魚類色素沉著表型適應和MC1R突變之間的關系;揭示了喀斯特區(qū)域特有蛙類務川臭蛙O. wuchuanensis、綠臭蛙O. margaratae、合江棘蛙Quasipaa robertingeri、貴州疣螈Tylototriton kweichowensis通過合成分泌相關活性的生物活性肽來抵御抵御外界環(huán)境的物理、化學和生物侵襲;識別出的相關活性肽表現(xiàn)出較為廣譜的抗微生物活性,在抵抗細菌感染和皮膚傷口愈合的免疫應答中發(fā)揮重要作用。相關工作取得9項發(fā)明專利。

團隊簡介:

貴州師范大學動物生態(tài)學研究團隊全職核心成員3人(周江、鄧懷慶、盧學理),其中教授,博士生導師2人。在讀博士研究生2人,碩士研究生22人。已培養(yǎng)畢業(yè)碩士研究生84名,博士研究生2人。

團隊研究工作重點聚焦于以下五個方面:1)通過分子系統(tǒng)學和群體基因組學的手段,研究喀斯特地區(qū)嵴椎動 物類群的物種形成和分化過程,探討其進化歷史及親緣關系,并評估物種多樣性;2)探究喀斯特地區(qū)嵴椎動物類群在地質歷史變化中的適應輻射過程,即它們如何適應并利用不斷變化的環(huán)境條件;3)通過對喀斯特地區(qū)及周邊地區(qū)嵴椎動物的空間分布格局和地理分布規(guī)律的研究,揭示其與地質事件和環(huán)境因素的關聯(lián);4)針對喀斯特地區(qū)的嵴椎動物類群,開展保護生物學研究,探討其瀕危原因及保護策略,為保護和管理提供科學依據(jù);5)結合區(qū)域內的古生物化石種類,與現(xiàn)生嵴椎動物類群的比較研究,探討喀斯特地區(qū)地質事件對嵴椎動物物種多樣性和演化的影響,以及其在地質歷史變化中的演化路徑。

團隊以瀕危靈長類海南長臂猿、黔金絲猴(Rhinopithecus brelichi)、黑葉猴(Trachypithecus françoisi)和特有洞穴魚、兩棲類等嵴椎動物為研究對象,主持并參與:國家自然科學基金項目5項;科技部重點研發(fā)計劃2項;科技部基礎資源專項1項、中國科學院戰(zhàn)略性先導科技專項(B類)1項;生態(tài)環(huán)境部重點項目4項;國家林草局保護專項2項;國家科技資源共享服務平臺項目:重要標本資源整理與數(shù)字化-嵴椎動物類群;貴州省科技廳自然科學項目4項;貴州省教育廳自然科學項目2項,貴陽市科技局項目3項。參與合作課題項目9項。“中國南方喀斯特嵴椎動物多樣性研究”項目獲2021年度貴州省自然科學獎二等獎。

 

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