环境梯度中共存五种雀形目鸟类遗传多样性的分布模式与进化机制

本期推荐一项重要研究：为解决进化力（如基因流、选择和遗传漂变）如何影响自然种群遗传多样性的分布问题，研究人员针对哥伦比亚Cauca River峡谷环境梯度中共存的三种广泛分布和两种狭窄分布雀形目鸟类，开展中性与适应性（基于microsatellites和TLRs标记）遗传变异评估。结果表明，广泛分布物种在两种标记上均呈现更高遗传多样性，且TLR异质性与微卫星杂合度关系趋势相反（广泛种负相关、狭窄种正相关），揭示遗传漂变在狭窄种中作用更强。该研究突显物种分布范围对环境梯度下适应性变异模式的调控意义，为生物多样性保护提供关键进化机制见解。

　　在生物进化与生态保护领域，理解遗传多样性（genetic diversity）的分布模式及其驱动机制至关重要。遗传多样性作为生物适应环境变化的原材料，其水平直接影响物种的生存能力和进化潜力。然而，环境梯度（如温度、降水变化）和物种分布范围如何通过进化力（包括基因流、自然选择和遗传漂变）交互作用塑造遗传多样性，仍是悬而未决的问题。尤其对共域分布的物种而言，广泛分布（widely distributed）与狭窄分布（narrowly distributed）类群在相同环境梯度下可能面临不同选择压力，但两者遗传响应差异的系统性研究仍较匮乏。这一问题不仅关乎进化理论完善，更对濒危物种保护具有实践意义——狭窄分布物种常因种群小而更易受遗传漂变侵蚀多样性，导致灭绝风险升高。

为解析这一科学谜题，研究人员以哥伦比亚安蒂奥基亚省Cauca River峡谷为天然实验室，针对该地区显著环境异质性（从热带干林到湿润林过渡带），选取五种共存雀形目鸟类：三种广泛分布种（黑纹头雀Arremonops conirostris、白胸林鹩Henicorhina leucosticta、暗顶蝇霸鹟Myiarchus tuberculifer）和两种狭窄分布种（顶斑蝇霸鹟Myiarchus apicalis、安蒂奥基亚鹪鹩Thryophilus sernai）。通过跨8个采样点的个体捕获（2015-2021年），收集血液样本并提取DNA，核心研究聚焦四大目标：(1)对比中性遗传多样性（基于微卫星标记）；(2)评估适应性遗传多样性（基于Toll样受体TLRs，先天免疫关键基因）；(3)解析种群遗传结构；(4)探讨自然选择在维持适应性变异中的作用。关键技术包括：微卫星基因分型（使用跨物种通用引物，毛细管电泳确定等位基因大小）；TLR基因分型（靶向9个TLR位点外显域，Sanger测序检测SNPs）；以及生物信息学分析（单倍型推断、种群分化F_ST计算、选择压力检测dN/dS模型）。数据分析整合Arlequin、STRUCTURE等工具，量化多样性指标如等位基因丰富度(A)、杂合度(H_e)，并建立广义线性混合模型（GLMM）关联微卫星与TLR变异。

3.1. Adaptive genetic diversity

TLR分析揭示关键规律：广泛分布物种均展现更高遗传多样性。以M. tuberculifer为例，TLR1LB和TLR5位点分别检