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古老DNA与形态计量学揭示查塔姆群岛已灭绝岛屿麻鸭新物种——雷科胡麻鸭(Tadorna rekohu sp. nov.)
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月27日 来源:Zoological Journal of the Linnean Society 3.0
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本研究通过几何形态计量学与线粒体基因组分析,解决了查塔姆群岛化石麻鸭的分类学争议,证实其为与新西兰天堂麻鸭(T. variegata)姐妹关系的新物种T. rekohu,其祖先约39万年前殖民岛屿并演化出飞行能力减退特征,为岛屿适应与人类活动导致的灭绝提供了新案例。
在遥远的南太平洋,查塔姆群岛(Rekohu)以其独特的生物多样性闻名,但人类活动导致大量特有物种灭绝。其中,一组神秘的鸭科化石长期困扰着分类学家——它们形态介于现存与灭绝物种之间,尤其是一种疑似麻鸭(Tadorna spp.)的骨骼,既显示出岛屿特有的适应性特征,又与新西兰本土的天堂麻鸭(T. variegata)存在微妙差异。这引发了关键科学问题:这些化石代表独立物种还是地理变种?它们何时、如何抵达孤岛?其独特的形态特征如何演化?
奥塔哥大学古遗传学实验室(Otago Palaeogenetics Laboratory, University of Otago)的研究团队联合新西兰蒂帕帕国家博物馆(Museum of New Zealand Te Papa Tongarewa)等机构,通过多学科方法揭开了这一谜团。研究结合几何形态计量学与古DNA技术,对查塔姆群岛出土的麻鸭化石进行了系统性分析,相关成果发表于《Zoological Journal of the Linnean Society》。
关键技术包括:(1)28个骨骼部位的形态计量学测量与多变量统计分析;(2)从化石中提取线粒体COI基因与全基因组序列;(3)基于贝叶斯法的系统发育树构建与分歧时间估算;(4)采用Watanabe(2017)的多元统计模型评估飞行能力。样本来源于查塔姆群岛5个地点的化石沉积层及博物馆收藏的现生标本。
形态学与飞行能力分析
通过测量28组骨骼特征,研究发现查塔姆麻鸭具有显著差异:颅骨更长而眶间宽度更窄,肱骨较短但近远端更粗壮,股骨与跗跖骨更长。肱骨-股骨长度比(1.92-1.96)显著低于天堂麻鸭(2.02-2.18),PCA分析表明其处于飞行减退(flight-reduced)状态,符合岛屿综合征特征。体重估算显示其体重介于天堂麻鸭两性之间(1292-1954 g),但未达到完全飞行丧失的程度。
系统发育与演化历史
线粒体基因组分析显示,查塔姆麻鸭与天堂麻鸭构成姐妹群,二者分化时间约为39万年前(95% HPD=15-69万年),正值海洋同位素阶段11的温暖间冰期。这一时间框架与查塔姆群岛地质抬升史(<300万年)相符,且分化深度超过某些公认的鸭科物种对(如Aythya baeri与A. nyroca),支持其独立物种地位。
分类学修订
研究者正式描述新种雷科胡麻鸭(Tadorna rekohu sp. nov.),模式标本NMNZ S.32830来自查塔姆岛Maunganui遗址。其种名源自毛利语地名Rekohu,由当地原住民霍科泰希毛利信托(Hokotehi Moriori Trust)命名。诊断特征包括:颅骨比例差异、肢骨比例差异(如肱骨/股骨比<1.96)及分子层面的2个共有衍征。
这项研究不仅填补了南太平洋岛屿水鸟演化史的空白,更揭示了人类殖民对岛屿生态系统的深远影响。雷科胡麻鸭的灭绝(约公元1500年前)与早期毛利人的狩猎活动直接相关,其案例凸显了岛屿特化物种的脆弱性。从方法论看,研究展示了古DNA与形态计量学的协同价值——前者解决系统发育争议,后者揭示适应性表型变化。此外,该成果为生态修复提供了科学依据:现存天堂麻鸭可作为雷科胡麻鸭的生态替代种,但其飞行能力的差异提示需谨慎评估 reintroduction(再引入)策略的可行性。


研究团队特别强调,所有遗传数据均获得原住民社群授权发布,体现了科学研究与传统文化保护的协同。正如论文通讯作者Nicolas J. Rawlence指出:"每一块化石都是岛屿生命史诗的残页,而我们的工作是尝试重新装订这本被人类撕毁的自然史。"
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