《Tropical Conservation Science》：First Insights into the Conservation Genetics of the Endangered Ob? Giant Snail Archachatina bicarinata, Endemic to the Islands of S?o Tomé and Príncipe (Central Africa)
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大型陆生蜗牛的跨洋扩散能力较差。然而，Ob?巨蜗牛（Archachatina bicarinata）一直被认为是圣多美和普林西比这两个大洋岛屿的特有种，这引发了关于其起源和岛屿间扩散的有趣问题。该物种曾数量丰富，但在近几十年内，两个岛屿上的种群均迅速衰退。为给
大型陆生蜗牛的跨洋扩散能力较差。然而，Ob?巨蜗牛（Archachatina bicarinata）一直被认为是圣多美和普林西比这两个大洋岛屿的特有种，这引发了关于其起源和岛屿间扩散的有趣问题。该物种曾数量丰富，但在近几十年内，两个岛屿上的种群均迅速衰退。为给保护工作提供依据，本研究提供了对该濒危物种的首次遗传评估，探究了其在Achatininae亚科内的系统发育亲缘关系，以及其在两岛间的遗传多样性和结构。研究人员利用来自两岛65个A. bicarinata个体的线粒体（细胞色素c氧化酶亚基I，COI）和核（内转录间隔区2，ITS2）序列，探索了种内多样性。为推断系统发育亲缘关系，研究人员分析了利用新采集材料及已有参考序列获得的额外27个Achatininae物种。在所分析的分类单元中，A. bicarinata形成了一个独特且得到良好支持的分支，并被恢复为与Archachatina marginata亲缘关系最近。在种内水平上，COI揭示了岛屿间遗传多样性的强烈不对称性：较小的普林西比岛包含了检测到的91%（22个中的20个）的单倍型，而圣多美岛则显示出低得多的多样性，并与普林西比岛共享了两个单倍型。在所采样的A. bicarinata个体中，ITS2位点未检测到变异。这项对A. bicarinata的首次遗传评估将普林西比岛确定为该物种可能的起源地及其遗传多样性的主要储存库。研究结果表明，该物种在圣多美岛的历史更为近期，可能是被引入的。尽管系统发育推断受限于数据集，但这些结果为理解该物种的历史和指导未来研究奠定了基础。在保存了大部分遗传多样性的普林西比岛上，原位和迁地保护工作刻不容缓，但圣多美岛的种群因其拥有更大面积的可利用栖息地，可作为一种安全储备。
研究背景与科学问题
岛屿生态系统因其隔离性成为独特系统发育、生态和生物地理特征的物种储存库，但同时也极易受到人为压力的影响，特别是那些扩散、竞争和繁殖能力有限的物种，其灭绝风险更高。陆生蜗牛是所有动物类群中因人类活动导致灭绝率最高的类群之一，尤其是在大洋岛屿上，但它们在分子工具应用方面却长期被忽视。圣多美和普林西比民主共和国（STP）位于几内亚湾，是西非森林生物多样性热点的一部分，拥有极高比例的特有物种，其中Achatinidae科是其物种最丰富的蜗牛科。Ob?巨蜗牛（Archachatina bicarinata）是该地区最具代表性的陆生软体动物之一，但关于其如何在相距150公里且从未有过陆地连接的两个大洋岛屿上同时存在的生物地理学问题一直悬而未决。历史上该物种数量丰富，但由于过度捕猎、生物入侵和森林丧失等因素，其种群在过去几十年内急剧下降，IUCN红色名录状态已从“易危”提升至“濒危”。然而，此前所有的保护行动都缺乏对该物种遗传多样性的了解，限制了制定针对性保护策略的能力。因此，本研究旨在：（a）调查A. bicarinata在Achatininae亚科内的系统发育亲缘关系，包括确定引入STP的同属入侵物种的身份；（b）比较A. bicarinata在普林西比岛和圣多美岛之间的遗传多样性和种群结构。这是首个针对该物种的遗传学研究，为其保护需求提供了关键见解。
主要关键技术方法
研究人员于2013年至2021年间，在圣多美岛和普林西比岛、赤道几内亚及喀麦隆共采集了84份A. bicarinata及其他Achatininae亚科物种的样本。针对濒危的A. bicarinata，采用了结合目标采样和机会采样的策略，并优化了最小化伤害的采样方法，最终采用足部远端肌肉活检（<5 mm）作为标准方案，成功获得了65个可用于后续分析的组织样本。研究利用线粒体基因细胞色素c氧化酶亚基I（COI）和核糖体DNA内转录间隔区2（ITS2）两个标记进行遗传分析。通过聚合酶链式反应（PCR）扩增目标片段并进行测序。系统发育分析使用了最大似然法（ML）和贝叶斯推断（BI），并结合从公共数据库GenBank检索的27个Achatininae亚科物种的参考序列。种内遗传多样性和种群结构分析则基于COI单倍型网络构建和描述性统计指标完成。
研究结果
1. A. bicarinata在Achatininae亚科内的系统发育关系
基于COI和ITS2联合数据的系统发育树显示，A. bicarinata在数据集中形成一个独立且得到高支持率的单系分支，并与包含尼日利亚、喀麦隆和圣多美岛样品的Archachatina marginata分支构成姐妹群。引入STP的入侵Archachatina物种被确认属于A. marginata，但来自圣多美岛的样品在该种内表现为最分化的谱系，暗示其可能起源于一个未被采样的非洲大陆来源。此外，初步的系统发育结果与现行分类学存在不一致，例如Limicolaria属并未形成独立的单系群，而Achatina属则呈现并系状态，这表明Achatininae亚科的分类可能需要基于更广泛的采样和多基因座分析进行修订。
2. A. bicarinata的遗传多样性与种群结构
在种内水平上，所有44个代表COI单倍型多样性的A. bicarinata个体在ITS2位点共享同一个单倍型，未发现任何变异。而在COI位点，基于65个个体的分析共鉴定出22个单倍型，整体单倍型多样性（Hd）为0.844，核苷酸多样性（Pi）为0.01014，显示出较高的遗传多样性。两个岛屿间的遗传多样性分布极不对称：普林西比岛拥有22个单倍型中的20个（占91%），核苷酸多样性（Pi=0.01412）远高于圣多美岛（Pi=0.00282）。圣多美岛仅有4个单倍型，其中2个与普林西比岛共享，另2个为独有。单倍型网络图揭示了一个主要的中央单倍型H4（占全部样本的38%）在两岛均有分布，而其他多数单倍型为普林西比岛所独有，且分布在该岛南部区域，呈现出潜在的地理结构。这些模式强烈表明，普林西比岛是该物种的起源地和遗传多样性主要储存库，而圣多美岛的种群很可能是历史上由人类从普林西比岛引入的。
讨论与结论
本研究首次为A. bicarinata的保护遗传学提供了基础数据。研究指出，尽管该物种当前的高遗传多样性可能源于岛屿复杂地形和古气候波动所驱动的多样化，但其近期的快速衰退尚未导致显著的遗传多样性丢失。鉴于普林西比岛承载了绝大部分的遗传变异，且该岛种群在过去20年内被认为下降了超过75%，保护行动应优先考虑保护普林西比岛南部的原生森林，这里是该物种遗传多样性的核心区域。需要立即采取原位和迁地相结合的保护措施，重点应对过度捕猎、森林退化和入侵种A. marginata带来的竞争及潜在疾病传播等威胁。虽然圣多美岛的种群遗传多样性较低且可能是引入的，但其拥有更大面积的适宜栖息地，可作为该物种的重要安全储备。研究人员强调，如果未来研究确认圣多美岛不属于该物种的自然分布范围，考虑到其在普林西比岛历史性的种群剧降和狭小的分布区，该物种的IUCN红色名录状态可能需要重新评估，甚至可能被列为“极危”（Critically Endangered）。
