博物馆基因组学揭示气候驱动与病原选择：厄瓜多尔Jambato斑蟾灭绝机制解析

本研究针对曾广泛分布于安第斯山脉的Jambato斑蟾（Atelopus ignescens）在1980年代突然灭绝的现象，通过整合自然历史博物馆标本、全球生物多样性信息设施（GBIF）数据和线粒体DNA测序，创新性地构建物种分布模型（SDM）并分析体型变化规律，揭示了气候变化（温度与降水）而非Batrachochytrium dendrobatidis（Bd）真菌感染是导致其灭绝的主要驱动因素，为濒危两栖动物保护提供了博物馆生物样本多维度分析范式。

　　

在全球两栖动物种群数量以惊人速度衰退的背景下，厄瓜多尔安第斯山脉的特有物种Jambato斑蟾（Atelopus ignescens）的灭绝案例尤为引人深思。这种曾以每平方米10-50只的密度繁荣生长的蟾蜍，在1985年至1988年间突然消失，成为两栖动物灭绝事件中的典型代表。虽然2016年重新发现了一个残存种群，但其灭绝原因长期以来存在争议：究竟是蛙壶菌（Batrachochytrium dendrobatidis, Bd）感染、气候变化，还是二者协同作用导致了这场生态悲剧？解答这一问题不仅对理解历史灭绝事件至关重要，更对当前濒危两栖动物保护具有紧迫的现实意义。

传统观点认为Bd感染是导致安第斯地区两栖动物衰退的主要原因，因为该地区的气候条件恰好处于Bd真菌的最适生长温度范围（17-25°C）。然而，这种解释是否适用于Jambato斑蟾？其灭绝背后是否还存在其他关键因素？为了回答这些问题，研究团队开展了一项跨学科研究，成果发表在《Genetics in Medicine Open》上。

研究人员采用多学科交叉方法：首先通过全球生物多样性信息设施（GBIF）和自然历史博物馆获取1122个历史分布点数据；利用WorldClim数据库获取1960-2019年间每月温度与降水数据；测量176个博物馆标本的体长（SVL）并鉴定性别；下载16个1984年样本的线粒体DNA序列进行群体遗传学分析；最后构建物种分布模型（SDM）并采用逐步回归模型选择策略进行统计分析。

研究结果呈现出高度一致的证据链。体型分析显示，性别和地理因素对体型的影响远大于Bd流行时期的影响。虽然Bd流行期间雄性体型有微弱增加（效应值0.0167），但地理梯度效应更为显著（效应值0.0818），特别是雄性体型呈现明显的地理渐变群模式。线粒体DNA分析发现1984年样本存在显著的Tajima's D负值（95% CI小于零），表明种群在灭绝前经历了选择扫荡或瓶颈效应，单倍型网络分析则排除了种群亚结构的存在。

最有力的证据来自物种分布模型。基于1960-69年气候数据构建的模型能够以90%的准确度预测当时物种分布，但随着时间推移，预测准确度持续下降（1970-79年78%，1980-89年62%）。模型显示最小温度（效应值0.57）、降水（效应值0.15）及其交互作用是影响分布的关键因子。当将此模型投射到后续 decades 时，发现适宜生境比例急剧下降，到2010-19年间减少了约8190平方公里。气候数据分析表明，安第斯山脉月最低温度中位数持续上升，降水模式也发生显著变化（p < 0.001），这些变化与物种分布区的收缩高度吻合。

讨论部分指出，这项研究通过博物馆标本的多维度分析，揭示了气候变化而非Bd感染是Jambato斑蟾灭绝的主要驱动因素。虽然Bd可能通过选择更大体型个体而对种群产生微弱影响，但气候因子的效应强度远超病原体作用。这种"气候主导-病原辅助"的灭绝机制为理解安第斯地区两栖动物衰退提供了新视角。

研究的意义不仅在于澄清历史灭绝事件的机制，更在于展示了博物馆标本在保护生物学中的巨大价值。这些保存完好的生物样本包含了物种分布、功能形态进化、历史种群趋势、病原遗传学和群体遗传学等多维度信息，是重建历史生态过程的宝贵资源。特别是随着博物馆基因组学（museum-omics）技术的发展，从历史标本中获取全基因组数据已成为可能，这将为了解物种对气候适应和病原免疫的遗传基础提供前所未有的机会。

对于Jambato斑蟾的保护，研究表明需要重点关注气候变化适应策略。虽然Bd真菌仍在现存种群中检测阳性，但个体不表现病症，说明该种群可能已发展出一定抵抗力。然而，持续的气候变化可能进一步压缩其生存空间，需要采取积极的保护措施。

这项研究为濒危物种保护提供了重要启示：在制定保护策略时，需要全面考虑多种压力因子的相对重要性，避免过度简化复杂生态过程。博物馆标本作为"生态时间胶囊"，为我们理解过去、保护未来提供了不可替代的窗口。随着技术的进步，这些沉睡在博物馆抽屉中的标本将继续为我们揭示更多关于生命演化和生态响应的奥秘。