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问题 2
为探究单房有孔虫(Monothalamous foraminifera)的演化及生境拓展,研究人员对比利牛斯山脉池塘样本分析,发现新属种Poseidonella transaquatica,其隶属于海洋分支 E 进化枝。该发现首次证实海 - 淡水混合进化枝存在,揭示从海洋到淡水生境的过渡。
问题 5
研究背景与科学问题
有孔虫(Foraminifera)作为根足虫界(Rhizaria)重要类群,其单房类群(monothalamous foraminifera)因形态特征相对单一,长期以来多样性被低估。这类单细胞生物广泛分布于海洋底栖环境,从潮间带到深海均有踪迹,部分深海种类体型可达数厘米,成为大型动物群落的优势类群。而在淡水和土壤环境中,单房有孔虫同样是微生物群落的重要组成部分。目前,基于分子和形态数据,非海洋单房有孔虫被划分为 7 个科,其中多数科独立分支,仅有 2 个科与海洋类群形成姐妹群。但海洋与淡水生境间的演化联系一直缺乏直接证据,尤其是是否存在同一进化枝内同时包含海洋和淡水种类的情况尚不明确。
为填补这一研究空白,来自相关研究机构的科研团队针对淡水单房有孔虫的系统发育位置展开研究。他们在法国比利牛斯山脉海拔 1600 米的一处池塘中,发现了一个全新的单房有孔虫物种,并对其进行了形态学观察和分子系统发育分析,旨在揭示该类群从海洋向淡水生境扩张的演化路径,相关成果发表在《European Journal of Protistology》。
关键技术方法
研究采用了环境样本采集、形态学观察和分子系统发育分析等技术。样本取自法国 Cauterets 附近池塘的水下岩石表面,通过广口移液管获取沉积物样品。在实验室中,将样品转移至培养皿进行显微观察,分离出未知有孔虫标本。随后,提取基因组 DNA,通过 PCR 扩增核糖体 RNA 基因片段(如 18S rRNA),进行测序和系统发育树构建(如最大似然法和贝叶斯推断),结合形态特征进行分类学描述。
研究结果
新属种的发现与分类学描述
研究人员建立了新属
Poseidonella,模式种为
Poseidonella transaquatica。该物种具有独特的形态特征,其壳体为有机壁,呈不规则球形,直径约 50-100 μm,伪足从壳体单一开口伸出。通过 ZooBank 进行了新属和新种的注册,注册号分别为
urn:lsid:zoobank.org:act:01670CEF-DF5B-41A1-A4B5-89474A5CE233 和
urn:lsid:zoobank.org:act:F3D33A0A-9512-4A39-84F0-4363394383E5。
系统发育位置与进化意义
分子系统发育分析显示,Poseidonella transaquatica隶属于海洋进化枝 E(marine clade E),该进化枝包含Psammophaga、Vellaria、Niveus和Nellya等海洋属。这是首次发现淡水单房有孔虫嵌入海洋进化枝的案例,表明该类群可能经历了从沿海海洋环境向淡水生境的适应性辐射。
研究结论与讨论
本研究通过整合形态学和分子数据,描述了首个隶属于海洋进化枝的淡水单房有孔虫新属种,为单房有孔虫的跨生境演化提供了直接证据。传统观点认为非海洋单房有孔虫多独立起源,而Poseidonella的发现揭示了至少存在一个混合进化枝,同时包含海洋和淡水种类,暗示了海洋祖先向淡水环境的成功入侵。这一结果拓展了对有孔虫生态适应性的认知,为理解微生物跨生境演化机制提供了新模型。此外,研究也强调了环境 DNA 技术和整合分类学在发现隐存物种中的重要性,为后续探索极端环境和过渡带微生物多样性奠定了基础。