罗马尼亚喀尔巴阡山脉Twinnia hydroides的分子与形态学整合研究：破解长期分类学争议

这篇研究通过整合形态学测量和线粒体COI基因条形码技术，对罗马尼亚喀尔巴阡山脉高海拔地区的Twinnia hydroides（双翅目：蚋科）种群进行了系统性分析。研究证实该地区仅存在单一物种T. hydroides（BIN: AFL2868），其种群间遗传距离（p-distance=1.9%）和雄性生殖突形态变异（R值1.75-2.8）均支持欧洲Twinnia属分类学修订，解决了T. hydroides与T. tatrensis的历史分类争议，为高山水生昆虫生物地理学研究提供了关键数据。

　　

引言

Twinnia属（蚋科Simuliidae）作为北半球分布的稀有水生昆虫，其分类历史充满争议。欧洲地区长期记录的唯一种类T. hydroides Novák, 1956，其分类地位与地理分布存在诸多疑问。罗马尼亚喀尔巴阡山脉作为关键生物多样性热点，历史上虽有1923年Rodna山脉的标本记录，但缺乏现代证据支持。本研究通过多学科整合方法，旨在厘清该地区Twinnia物种的真实多样性。

材料与方法

采样策略：2018-2024年间，研究团队在Apuseni和Rodna山脉7个海拔1500-1850m的站点（表1）采集171份标本，涵盖幼虫、蛹和成虫全生活史阶段。采样点均为永久性高山溪流，水温6.1-6.4°C，pH 6.31-6.58，溶解氧9.94-10.38 mg/L（图2）。

形态学分析：采用Olympus显微镜系统对41例雄性标本进行生殖突形态测量，重点计算gonostylus长宽比（R值）。标本经NaOH消化和甘油透明处理后，使用Zerene Stacker软件进行景深合成摄影（图3-5）。

分子生物学：对14例样本（跨两山脉种群）进行mtCOI基因658bp片段测序，通过BOLD平台进行BIN分配，使用DnaSp 6计算单倍型多样性，Mega X分析种群间p-distance，并构建median-joining网络和贝叶斯系统树（GTR+G+I模型），外群选用Gymnopais属物种。

结果

形态学证据：Apuseni山脉雄性生殖突R值呈连续变异（1.75-2.8），覆盖文献中T. hydroides（R≈1.8）和T. tatrensis（R≈2.6）的界定范围（图6）。雌性生殖叉茎部细直（图4h），幼虫后头裂模糊、肛骨Y型（图5e），均符合T. hydroides特征。蛹呼吸丝14-16条，源自3根主茎（图5f），与历史描述一致。

分子数据：所有序列归属同一BIN（AFL2868），种群间平均p-distance为1.9%（最大2.4%）。单倍型网络显示两山脉种群间存在8个突变步数（图7），但系统发育树未形成地理分支（图8），支持单一物种假说。

讨论

研究揭示了Twinnia hydroides在罗马尼亚喀尔巴阡山脉的稳定存在，终结了Dinulescu（1966）提出的T. tatrensis共存假说。生殖突R值的连续变异（图6b）与Knoz（1980）的观察吻合，证实形态特征不宜作为分种依据。1.9%的遗传分化度与邻近地区双翅目昆虫种内变异水平相当，反映冰川期后的近期隔离历史。

St. Petersburg博物馆1923年的标本记录与当代Rodna山脉种群形成时空呼应，暗示该物种的长期生态稳定性。研究强调整合形态-分子数据的必要性，为高山水生昆虫保护提供了基线数据，同时凸显历史文献多语言传播对分类学研究的潜在影响。