温带泉水中独特的遗传多样性模式与极高的特有性：来自狭域分布特有蜗牛的证据

《Freshwater Biology》：Unique Genetic Diversity Patterns and Extreme Endemism in Temperate Springs: Evidence From Narrow-Range Endemic Snails

温泉专有腹足类遗传多样性及物种分布模型研究。通过对美国东南部六个温泉系统腹足类的基因组测序和系统发育分析，发现存在四个物种谱系（含两个新物种），其狭窄分布和较高遗传多样性挑战传统生物地理模型，强调需更多区域实证数据支持保护规划。

　　

摘要

1. 淡水泉通常具有较高的特有性，其物种分布范围有限，遗传多样性较低，且更容易受到人为因素的影响。为了解释泉水中（尤其是在干旱地区）的物种多样性模式，人们提出了多种模型，如岛屿生物地理学理论、溪流层级模型或死亡谷模型。然而，关于这些模型是否能够预测温带泉栖无脊椎动物的种群遗传多样性和物种水平多样性，目前仍缺乏相关研究。作为案例研究，我们调查了美国东南部六个地点的泉栖腹足类动物的生物多样性和遗传多样性，以评估这些模型对这一研究不足且面临威胁的生态系统的描述能力。
2. 我们研究了两种属于Pleuroceridae科的蜗牛：Princess Elimia（Elimia bellacrenata）和Cockle Elimia（Elimia cochliaris），这两种蜗牛是阿拉巴马州中部泉水的特有物种。我们从这两种蜗牛的当前分布范围内采集了样本，并使用2b-RAD测序技术生成了基因组级别的数据。为了评估物种多样性和分布范围，我们采用了最大似然法、物种树推断和系统发育网络分析方法。同时，我们还分析了每种蜗牛的遗传多样性、种群遗传结构及历史种群动态。
3. 系统发育分析发现了四个物种级别的谱系，其中包括两个未被描述的物种。每个物种仅存在于一个特定的泉水中，因此其分布范围极为有限。此外，这四个泉栖谱系的遗传多样性均高于大多数河流中的Pleuroceridae科物种。种群动态分析表明，这些谱系自更新世以来一直保持着稳定的种群规模。
4. 我们的研究结果表明，温带泉栖腹足类动物的多样性模式并不符合现有的生物地理学模型。此外，本研究中的物种与其他泉栖物种之间的差异表明，将广泛的生物地理学模型应用于特定泉水系统可能会掩盖该地区泉水生态系统的独特特征。对于研究不足的泉水系统，应更广泛地收集实证数据，并利用这些数据来指导生物多样性评估、保护规划，甚至可能用于开发新的生物地理学模型。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。

数据可用性声明

原始序列数据可在NCBI SRA数据库中找到（BioProject PRJN1229535）。贝壳标本存放在国家自然历史博物馆（见表1）。数据集、种群参数文件和贝壳照片存放在FigShare平台上，链接为：10.6084/m9.figshare.25884100。本研究中使用的脚本可在https://github.com/SamDonohoo/Elimia-Population-Genomics获取。