2020年11月16日 星期一

先putative species discovery再species validation:從巴西的Pithecopus猴蛙來看物種界定的策略

 

巴西的大西洋森林(Atlantic Forest)和塞拉多(Cerrado)是當地的陸域生物多樣性熱點,有許多受威脅的特有物種,而且滅絕速率有可能因為隱蔽種的存在被低估了。Pithecopus屬的猴蛙(monkey frog)中的兩個種類:P. megacephalusP. rohdei,親緣關係近但分布在截然不同的環境,後者有明顯的族群結構並可能有隱蔽種存在,而且這兩個物種的形態多變不好區分,需要重新做物種劃界與分類探討。多基因座數據和溯祖理論是物種界定的好方法,multi-species coalescent (MSC)就是個廣為使用在物種界定的模型,不過MSC常常過度切割物種。所以,使用各種不同的datasets以及了解種化過程很重要,有助理解造成隱蔽多樣性的演化機制。

作者將物種界定的策略分成兩個階段:(1) 首先是species discovery階段,發掘可能的putative species。以BEAST重建粒線體gene tree,再輸入ML-GMYC和bGMYC兩種model找出putative species;接著計算核基因的pairwise haplotype distance,用POFAD的Phylogenetic Bray-Curtis將這些distance合併成一個矩陣,然後再用SplitsTree的Neighbor-Net畫成network圖,用來比較粒線體基因和核基因的物種界定歸群相不相同。(2) 第二個是species validation階段,驗證putative species。把前個階段得到的putative species當成prior輸入BEAST的STACEY套件,做分子物種界定;此外,也使用分子和形態特徵,以iBPP分析整合(integrative)物種界定(A10 model)。

包含P. megacephalusP. rohdei (由模式產地定義),GMYC model共找出六個putative species,STACEY和iBPP也支持這個結果。核基因network大致上也得到六個clusters。作者認為新發現的四個支系都屬於P. rohdei complex (而非P. megacephalus),形質分析(PERMANOVA)顯示只有Doce的族群在形態上與P. rohdei有顯著差異,其餘都是隱蔽支系。

隱蔽支系可能有這四種解釋:近期分化、由於棲位保守導致的形態停滯(morphological stasis due to niche conservatism)、趨同演化和平行演化。根據這些猴蛙的譜系發育關係和分子定年,應該是因為近期分化,還沒有足夠時間累積形態變異。不過作者也不排除其他假說,需要採樣更多外群和定序來確定譜系發育關係,而且這些猴蛙經由鳴聲、費洛蒙等擇偶,可能不會反映在形態上。

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