台湾特有物种黄氏山椒鱼(Hynobius fucus)的核型分析揭示蝾螈科染色体进化：从2n=56到2n=58的演化路径

本研究聚焦台湾特有山椒鱼物种Hynobius fucus的染色体演化机制，通过核型分析(2n=58)结合胚胎发育特征，首次证实该溪流型物种由大陆2n=56的池塘型祖先演化而来。研究人员采用吉姆萨染色和显微摄影技术，发现其染色体数目增加与单臂微染色体(UMC)数量变化相关，提出东亚蝾螈属染色体"从少到多"的反向进化假说，为两栖动物适应性进化提供新见解。

　　

在神秘的高山溪流中，台湾特有的黄氏山椒鱼(Hynobius fucus)正悄然诉说着一段跨越海峡的进化史诗。这种生活在1300-2290米海拔的两栖精灵，其奶油色的皮肤缺乏黑色素保护，却完美适应了高海拔紫外线环境。2008年由Lai和Lue首次描述的这个物种，与大陆近亲相比展现出独特的生命密码——58条染色体而非常见的56条，这背后隐藏着怎样的演化奥秘？

传统观点认为蝾螈科(Urodela)染色体演化遵循"从多到少"的规律，但台湾山椒鱼群体似乎打破了这一认知。更令人困惑的是，DNA分析显示台湾5个山椒鱼物种虽为单系群，核型数据却暗示它们可能源自大陆不同的祖先谱系。这种分子系统学与细胞遗传学的矛盾，使得探究染色体数量增加的驱动机制成为解开东亚蝾螈进化拼图的关键环节。

为解答这些疑问，由Koji Iizuka领衔的国际团队在《COMPARATIVE Cytogenetics》发表了突破性研究。研究人员采用经典细胞遗传学方法，对2009年采集自苗栗观雾山区的幼体进行肠道上皮细胞染色体分析。通过秋水仙素处理、卡诺固定液固定和吉姆萨染色，配合奥林巴斯显微摄影系统，成功获得高分辨率染色体图像。特别值得注意的是，团队还获得了2025年1月1日产出的尾芽期胚胎样本，为发育生物学分析提供珍贵材料。

在"结果"部分，研究揭示三个重要发现：

1. 1.

   核型特征显示H. fucus具有13对双臂大染色体、6对双臂微染色体和10对单臂微染色体，基本臂数(FN)为96，与台湾其他溪流型物种H. arisanensis、H. sonani高度相似。

2. 2.

   比较基因组学分析表明，大陆5个2n=56的池塘型物种（如福建的H. bambusicolus）仅含9对UMC，而台湾2n=58物种普遍增加1对UMC，暗示染色体断裂可能是数目增加的机制。

3. 3.

   胚胎发育观察确认其具有典型溪流型特征：大卵黄、尾芽期胚胎发育模式，但成体繁殖期又表现出池塘型的垂直扁平尾鳍，呈现独特的"表型镶嵌"现象。

"讨论"部分提出了颠覆性见解：

研究首次证实蝾螈属存在"从少到多"的染色体进化路径，2n=58的台湾物种可能通过UMC断裂从2n=56的大陆祖先演化而来。特别有趣的是，趾间膜(IM)的退化与染色体数量变化相关——溪流型物种因卵黄营养丰富，幼体无需像池塘型那样用尖锐的IM固定身体捕食，导致IM退化为残迹器官(vIM)。这种形态与遗传的协同进化，为理解环境适应驱动染色体重塑提供了鲜活案例。

该研究不仅纪念了台湾山椒鱼研究先驱June-Shian Lai博士的贡献，更重新定义了蝾螈科染色体进化范式。未来通过荧光原位杂交(FISH)等分子细胞遗传学技术比较大陆与台湾种群，或将揭示微染色体断裂的具体分子机制。这项发现为岛屿物种快速进化提供了新的理论框架，对理解两栖动物应对环境变化的遗传策略具有重要启示意义。