基因组分析揭示敏捷更格卢鼠(Dipodomys agilis)与杜祖拉更格卢鼠(D. simulans)的物种分化机制与种群历史动态

本研究通过全基因组测序技术，解决了太平洋更格卢鼠(Dipodomys agilis)分类学争议问题。研究人员对原同种异名的敏捷更格卢鼠(AKR, 2N=62)和杜祖拉更格卢鼠(DKR, 2N=60)进行跨山脉样带采样，结合系统发育分析和群体基因组学方法，证实二者为独立物种（基因组分化指数Fst=0.209），未发现杂交证据。研究揭示了0.5百万年的分化历史、有效种群规模(Ne)动态变化及染色体融合的进化意义，为啮齿类物种形成机制和濒危物种保护提供了重要基线数据。

　　

在生物多样性研究中，物种界定始终是充满挑战的科学命题。1997年，学者Sullivan和Best依据染色体数目差异（2N=62 vs 60）和形态测量数据，将原太平洋更格卢鼠(Dipodomys agilis)拆分为北部的敏捷更格卢鼠(AKR)和南部的杜祖拉更格卢鼠(DKR)。然而这一分类长期缺乏基因组证据支持，更令人困惑的是，早期形态学研究曾推测二者在圣盖博山脉以南存在大面积同域分布。这种矛盾暗示着：染色体差异是否足以定义物种？生态因素在维持物种边界中扮演何种角色？这些问题的解答对理解啮齿动物物种形成机制至关重要。

为破解这些谜团，Yuwei Cui和Leonard Nunney团队开展了一项跨越120公里的基因组采样工程。研究选取6个关键位点构成南北样带，涵盖山脉南北两侧不同海拔梯度。通过PacBio三代测序构建参考基因组（3.40Gb，N50=10.88Mb），结合Illumina全基因组重测序（平均5.24×覆盖度），采用群体遗传学、系统发育分析和历史种群重建等多维方法，揭示了这对"孪生"物种的进化真相。

关键技术包括：1)跨山脉梯度采样策略（n=37）；2)PacBio HiFi长读长组装与BUSCO基因组完整性评估（95.1%完整度）；3)基于ADMIXTURE和PCA的群体结构分析；4)四重简并位点构建贝叶斯系统发育树；5)PSMC模型重建历史有效种群规模(Ne)动态。

物种界定与分布模式

基因组数据强力支持1997年的分类方案：群体分化指数(F_st)显示种间差异（0.209）比种内差异（0.005）高40倍，ADMIXTURE分析（K=2时ΔK=1.15×10¹⁰）显示完全独立的遗传聚类。意外的是，未发现任何同域分布证据——所有采样点均仅存在单一物种，推翻了先前基于形态学的同域分布假说。值得注意的是，AKR跨越圣盖博山脉南北分布，证实地形屏障并非隔离主因，而年均降水量从AKR分布区（92.7cm）到DKR分布区（39.4cm）的陡降，暗示生态适应才是维持物种边界的关键驱动力。

进化历史重建

四重简并位点分析表明：AKR与DKR约0.5百万年前从共同祖先分化（95% HPD: ±0.02mya），二者与Stephens更格卢鼠(SKR)的分化时间约1.7mya。PSMC分析揭示戏剧性的人口史：分化初期DKR的Ne从10⁵锐减至2×10⁴，而AKR保持稳定；末次冰期后二者Ne趋同至6×10⁴。值得注意的是，AKR表现出更长的纯合片段(ROH=124,740bp vs DKR的80,084bp，p=1.47×10^-5)，反映其更有限的扩散能力，这可能促进了2N=62新核型的固定。

遗传多样性特征

尽管历史瓶颈不同，两物种均保持典型啮齿类遗传多样性水平：AKR的核苷酸多样性(π=0.00126)显著高于DKR(0.00077)，可能与AKR更大的历史Ne有关。这种差异在保护遗传学层面具有重要意义——DKR较低的遗传变异可能限制其对气候变化的适应潜力。

这项发表于《Heredity》的研究确立了基因组学在解决分类学争议中的权威地位。通过否定同域分布假说，研究强调生态适应（而非地理隔离）在维持物种边界中的核心作用。长达0.5百万年的遗传隔离且无基因流，使AKR/DKR成为符合"遗传物种概念"的典范案例。在方法论上，研究展示了低覆盖度测序（5×）仍可获取可靠的群体遗传参数，为珍稀物种研究提供实用方案。研究者特别指出，两物种从未经历严重瓶颈（Ne始终>10⁴）的历史轨迹，为制定科学保护目标提供了关键基线——维持种群规模高于历史最低值，或比传统50/500法则更具生态现实意义。

对更广阔的进化生物学领域而言，该研究揭示了染色体变异在物种形成中的复杂角色：虽然罗伯逊融合（Robertsonian fusion）可能通过降低杂合子适合度促进隔离，但本研究证实核型差异物种仍可能长期保持地理邻近而不杂交。这种模式为理解啮齿动物惊人的物种多样性提供了新视角，也警示分类学家需谨慎对待形态相似性背后的进化故事。