亚马逊松鼠猴（Saimiri：灵长目，卷尾猴科）的系统基因组学

《Molecular Phylogenetics and Evolution》：Phylogenomics of Amazonian squirrel monkeys ( Saimiri: Primates, Cebidae)

松鼠猴（Saimiri）系统发育研究利用ddRADseq技术分析亚马逊种群，确认五大谱系：罗马组（Saimiri boliviensis + vanzolinii）、西 Amazonian组（Saimiri macrodon）、西北 Amazonian组（Saimiri cassiquiarensis）、东 Amazonian组（Saimiri sciureus + collinsi）及裸耳组（Saimiri ustus）。时间树显示物种分化始于约2.22百万年前更新世，支持形态学分类的Gothic/Roman分组。基因流分析揭示西 Amazonian组与东 Amazonian组存在基因交流，并发现部分种群存在地理分层。

　　在这项研究中，科学家们关注的是 squirrel monkeys（松鼠猴）这一灵长类动物的系统发育关系。松鼠猴属于 Saimiri 属，主要分布在亚马逊河流域，其分类和系统发育一直存在争议。传统上，基于形态学的分类方法将松鼠猴分为2到12个物种，而分子系统发育则发现了多达17个不同的分支。最近的物种分类则列出11个有效的分类单元，包括 Saimiri boliviensis boliviensis、S. boliviensis peruviensis、S. vanzolinii、S. oerstedii oerstedii、S. oerstedii citrinellus、S. sciureus、S. collinsi、S. cassiquiarensis、S. albigena、S. macrodon 和 S. ustus。为了更准确地理解这些物种之间的系统发育关系，研究团队使用了 ddRADseq（双酶切位点关联DNA测序）技术，这是一种减少基因组表示的基因组测序方法，可以用于构建大规模的系统发育树。

研究团队收集了47个样本，包括来自博物馆标本和野外捕捉的活体个体的组织样本以及血液样本。这些样本覆盖了 Saimiri 属的不同物种和亚种，并且地理分布广泛，涵盖了从哥伦比亚东部到巴西马腊尼昂州与亚马逊雨林交界区域。样本的采集涉及多个机构，包括 Emílio Goeldi 博物馆、巴西联邦大学、Mamirauá 机构和美国的大学。研究还获得了巴西相关机构的伦理批准和出口许可，确保了研究的合法性和科学性。

ddRADseq 技术的基本原理是利用两种限制性内切酶对基因组DNA进行切割，从而生成一系列DNA片段。这些片段通过尺寸选择，进一步减少测序范围，以便在成本可控的前提下获得足够的覆盖。研究团队选择了 SphI 和 MluCl 两种酶，针对每个样本生成约2-4百万的读数。这些数据随后通过一系列质量控制步骤进行处理，包括使用 FASTQC 进行初步质量检查、bbmap 工具进行修剪和过滤、以及 iPyRAD 进行进一步的处理和过滤。通过这些步骤，最终生成了高质量的SNP（单核苷酸多态性）数据，用于构建系统发育树和分析种群结构。

研究团队还使用了多种分析方法，包括贝叶斯系统发育分析（MrBayes）、最大似然分析（RAXML-NG 和 IQTree）以及 Dsuite 工具分析基因流动。这些方法的结合为研究提供了全面的视角，帮助识别出五个主要的分支：罗马拱型群体（S. boliviensis + S. vanzolinii）、乌斯塔斯群体（S. ustus）、卡西奎亚雷内斯群体（S. cassiquiarensis）、宏观顿群体（S. macrodon）以及东部亚马逊群体（S. sciureus + S. collinsi）。这些分支在系统发育树中得到了较高的支持度，表明它们之间存在显著的分化。

基因流动分析显示，尽管存在一定的形态学差异，但不同群体之间仍然存在基因交流的证据。例如，S. ustus 与东部亚马逊的分支之间存在显著的基因流动，这可能是由于历史上的地理隔离或混合导致的。此外，S. macrodon 与 S. sciureus 之间也存在基因流动，这表明这两个群体可能在进化过程中经历了复杂的互动。

时间校准的系统发育树显示，Saimiri 属的分化发生在更新世，具体时间为约2.22百万年前（95% HPD = 0.66–5百万年前）。这一时间范围与之前的研究结果相似，但更新世的分化时间比大多数其他新热带灵长类动物的分化时间更晚。这一发现可能与更新世时期的气候波动有关，这些波动可能导致了亚马逊雨林的结构和组成发生变化，从而促进了松鼠猴的分化。

研究还通过结构分析（Structure）和贝叶斯聚类分析（ParallelStructure）揭示了不同群体之间的共享祖先和种群结构。例如，在“all_clades”数据集中，当 K = 6 时，每个主要分支都形成了自己的聚类，表明它们之间存在一定的隔离。然而，某些样本显示了与其他群体的混合祖先，这可能反映了历史上存在的基因流动或混合事件。

此外，研究还讨论了分类学上的争议，指出基于形态学和分子数据的不同分类方法可能导致了对物种和亚种的不一致。例如，Hershkovitz（1984）和 Thorington（1985）分别修订了 Saimiri 属的分类，而 Groves（2001）则提出了不同的分类方案。这些差异反映了分类学上对物种界限的不一致，需要更多的研究来澄清。

研究的结论是，ddRADseq 提供的全基因组数据比之前的多基因位点或 UCE（超保守元件）数据更能准确地揭示 Saimiri 属的系统发育关系。这表明，基于全基因组的分析可以提供更可靠的分类依据，特别是在处理复杂的系统发育和种群结构时。研究还指出，进一步的样本采集，特别是在巴西以外的地区，对于全面理解 Saimiri 属的分化和进化历史至关重要。

总之，这项研究通过 ddRADseq 技术和多种分析方法，为 Saimiri 属的系统发育和进化历史提供了新的见解。它不仅揭示了五个主要的分支，还分析了基因流动和种群结构，为未来的分类学研究和保护策略提供了重要的数据支持。