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双叉棘刺虫种复合体分类修订:波罗的海新种Acanthocystis pohjolensis的发现及其系统发育意义
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月19日 来源:European Journal of Protistology 1.9
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本研究针对双叉棘刺虫种复合体(Acanthocystis turfacea complex)长期存在的分类混乱问题,通过整合形态学、分子系统发育和生态学证据,重新界定了模式种特征,描述海洋新种A. pohjolensis,并将原亚种A. turfacea ssp. decidens提升为独立种。研究揭示了双叉棘刺结构为Acanthocystis属的祖征,为 centrohelid heliozoans 的分类学与进化研究提供了重要范式。
在神秘的水生微世界中,有一类被称为中心质体虫(Centrohelid heliozoans)的单细胞生物长期吸引着研究者的目光。这类属于Haptista超类群的生物,以其辐射状的伪足(axopodia)和精美的硅质鳞片著称。其中双叉棘刺虫(Acanthocystis)作为首个被描述的属,其模式种A. turfacea自1863年命名以来就陷入分类学困境——不同研究者报道的细胞直径从7.9到63微米不等,栖息环境横跨淡水、咸水和海洋,形态特征存在显著差异。这种"多面性"暗示着所谓的A. turfacea可能隐藏着多个隐存种,亟需现代分类学手段来厘清这个"物种复合体"的真实面目。
圣彼得堡国立大学的研究人员开展了一项整合形态学与分子生物学的研究。他们从白海(White Sea)的海洋环境中分离获得一株特殊的中心质体虫,通过详尽的扫描电镜观察和18S rRNA基因测序分析,最终在《European Journal of Protistology》上发表了这项重要发现。研究不仅重新界定了A. turfacea sensu stricto的鉴别特征,更揭示了该物种复合体中隐藏的多样性奥秘。
研究人员采用多学科交叉的研究策略:通过环境样品梯度培养法获得纯培养物,使用光学显微镜和扫描电镜(SEM)进行亚显微结构观察,对硅质鳞片进行形态测量学分析,并基于18S rRNA基因序列构建分子系统发育树。特别针对新发现的海洋菌株,研究人员系统比较了其与近缘种的26项形态学参数差异。
Acanthocystis pohjolensis新种的鉴定
这种来自白海的微生物展现出独特特征:细胞直径仅7.9-11.9微米,缺乏共生藻类,具有特化的鳞片结构。其板状鳞片(plate scales)呈椭圆形带侧凹,具有明显的中轴加厚;棘刺鳞片(spine scales)基部为放射对称的圆盘,远端呈现典型双叉分型。这些形态特征与Nicholls(2023)描述的淡水型A. turfacea存在显著差异,分子数据也支持其独立物种地位。
物种复合体的分类学修订
研究重新评估了历史上被鉴定为A. turfacea的多个菌株。Zlatogursky和Klimov(2016)报道的"淡水A. turfacea"实际应为A. hymenodes;而Nicholls(2023)命名的亚种A. turfacea ssp. decidens因其稳定的形态差异被提升为独立种A. decidens。这些修订解决了长期困扰分类学界的"多态性"争议。
系统发育与进化启示
分子系统发育分析显示,A. pohjolensis与A. hymenodes位于Acanthocystis属的基部位置。这一发现暗示双叉型棘刺很可能是该属的祖征(plesiomorphic trait),而后来某些物种出现的单尖刺类型属于衍生特征。研究还确认了Panacanthocystida和Pterocystida两大分支的划分,为理解中心质体虫的宏观演化提供了新证据。
这项研究不仅解决了A. turfacea物种复合体长达160年的分类学争议,更建立了整合形态学、生态学和分子数据的原生生物分类研究范式。新种A. pohjolensis的发现扩展了我们对海洋中心质体虫多样性的认知,其特殊的鳞片结构为生物矿化研究提供了新模型。从方法论看,研究证实了电子显微镜技术与分子系统学的协同价值,为今后微生物隐存种的鉴定树立了标杆。这些发现将推动原生生物多样性保护、水生生态系统监测等应用领域的发展。
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