澳大利亚山火后濒危高山蛙类(Philoria属)种群基因组学研究揭示保护遗传学新策略

本研究针对2019/20澳大利亚"黑色夏季"山火对六种高山蛙类(Philoria属)的毁灭性影响，通过单核苷酸多态性(SNP)分析揭示了其种群结构与遗传多样性特征。研究人员发现P. kundagungan、P. loveridgei和P. sphagnicolus存在显著地理隔离导致的遗传分化，而严重受灾的P. pughi和P. knowlesi可能面临适应性衰退风险。该研究为制定原位保护、遗传拯救和易地保护等策略提供了关键基因组学依据，对气候变化背景下濒危两栖动物保护具有重要指导意义。

　　

在澳大利亚东部冈瓦纳雨林的云雾缭绕的山巅，栖息着一群古老而神秘的精灵——Philoria属高山蛙。这些体型娇小的两栖动物在3000万年前就与其近亲Adelotus属分道扬镳，经过漫长的演化历程，形成了7个特有物种。然而2019/20年那场被称为"黑色夏季"的世纪山火，烧毁了东部海岸53%的冈瓦纳雨林，使其中6种高山蛙的生存陷入空前危机。这些依赖山顶潮湿环境的特化物种本就面临栖息地碎片化、繁殖力低下等威胁，而气候变化带来的更频繁、更剧烈的山火，更让它们的处境雪上加霜。

西澳大利亚大学生物科学学院(School of Biological Sciences, The University of Western Australia)领衔的国际研究团队，运用种群基因组学方法对这些"山顶难民"展开紧急评估。通过对163个历史样本的SNP分析，研究人员不仅揭示了山火对这些濒危物种遗传多样性的潜在影响，更发现了不同物种应对环境剧变的脆弱性差异，相关成果发表在《Conservation Genetics》上。

研究采用DArT-seq 1.0高通量测序技术获取SNP数据，通过Stacks v2.6.4进行基因型分析。运用IQ-TREE2构建最大似然系统发育树，采用sNMF算法分析种群结构，并通过hierfstat计算遗传多样性指数(F_IS等)。所有样本均来自澳大利亚生物组织库(ABTC)的山火前采集标本。

种群遗传结构
系统发育分析支持六个物种的单系性，其中P. sphagnicolus作为基部类群。地理隔离导致P. kundagungan形成南北两个遗传簇(F_ST=0.5)，P. loveridgei分化为东西种群，而P. sphagnicolus呈现三个地理亚群。这种"一山一种群"的格局印证了其极有限的扩散能力。

遗传健康评估
P. kundagungan南部种群和P. sphagnicolus中部种群呈现高近交系数(F_IS>0.3)。尤为严峻的是，受灾最重的P. pughi和P. knowlesi已显示遗传多样性降低迹象，这可能削弱其应对未来气候变化的能力。

山火影响分析
对比火烧区与未烧区的遗传参数发现，山火可能已对P. knowlesi等物种的遗传多样性造成不可逆损失。但值得庆幸的是，P. kundagungan和P. sphagnicolus的高价值遗传种群大多位于未受灾区域。

这项研究首次系统揭示了澳大利亚高山蛙类的遗传脆弱性图谱。研究证实，栖息地片段化导致的遗传隔离使这些物种难以通过自然扩散恢复种群，必须依赖主动保护干预。特别是对P. pughi等重灾物种，建议优先实施遗传拯救和易地保护；而对P. kundagungan等物种，则应重点保护其高多样性种群所在的未受灾栖息地。该研究为制定精准保护策略提供了科学依据，也为全球气候变化背景下濒危物种管理提供了范式。随着极端气候事件频发，这种将基因组学与保护实践相结合的研究思路，将在生物多样性保护中发挥越来越重要的作用。

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