北非眼斑蜥蜴(Chalcides ocellatus)核标记与线粒体标记之间显著的缝合带错配(有鳞目:石龙子科)

《Zoologica Scripta》:Striking Suture Zone Mismatch Between Nuclear and Mitochondrial Markers in North African Chalcides ocellatus (Squamata: Scincidae)

【字体: 时间:2026年07月19日 来源:Zoologica Scripta? 2

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  林奈和沃莱斯短缺即使在常见且分布广泛的地中海类群中仍然普遍存在,限制了对进化历史和物种界线的理解。眼斑蜥蜴复合体(Chalcides ocellatus complex)例证了这一问题,其亚种分类存在争议,且在北非和中东存在深度的线粒体分歧。研究人员结合线粒体

  
林奈和沃莱斯短缺即使在常见且分布广泛的地中海类群中仍然普遍存在,限制了对进化历史和物种界线的理解。眼斑蜥蜴复合体(Chalcides ocellatus complex)例证了这一问题,其亚种分类存在争议,且在北非和中东存在深度的线粒体分歧。研究人员结合线粒体标记(细胞色素b [Cyt-b];189个个体)和核标记(四个位点;2339 bp串联;44个个体),以检验线粒体谱系是否反映独立进化的单元,并评估接触带间的基因流。核DNA和线粒体DNA分析分别恢复了四个进化枝和四个单倍群。虽然这些谱系间的深层关系在两种系统发育中均未解决,阻碍了潜在拓扑比较,但地理比较揭示了显著的线粒体-核不一致。在马格里布地区,西部和东部单倍群之间的线粒体接触带位于卡比利亚(阿尔及利亚东部),而对应的亚种subtypicus和tiligugu之间的核转换位于约650 km以西的摩洛哥-阿尔及利亚边界附近。该区域的大多数个体在“东部的”tiligugu核背景中携带西部的线粒体DNA单倍型,表明存在广泛的线粒体基因渗入。在埃及的C. humilis和C. o. ocellatus之间也观察到类似的不一致。核数据支持四个主要谱系的进化独特性,但对其深层关系提供有限分辨率。线粒体和核缝合带的大地理位移强烈表明历史基因渗入而非不完全谱系分选。研究结果确认了C. humilis的生殖隔离,强调了马格里布两个谱系(subtypicus和tiligugu)的独立性,并证明仅靠线粒体DNA在该复合体中不可靠用于界定类群,呼吁进行全基因组重新评估物种界线。
**论文解读:北非眼斑蜥蜴复合体中核与线粒体标记的缝合带显著错配**

**研究背景与问题**
林奈和沃莱斯短缺(即物种分类和分布知识的不足)即使在常见且分布广泛的类群中仍普遍存在,阻碍了对进化历史和物种界线的理解。地中海生物多样性热点地区的小型陆生爬行动物多样性仍有大量未被认知,尤其在北非和中东。眼斑蜥蜴复合体(Chalcides ocellatus s.l.)是这一问题的典型案例:其亚种分类争议不断,不同作者承认的亚种数量从3到7个不等,且线粒体DNA(mtDNA)数据显示出深度分歧(谱系间分化时间估计为2.9–4.6百万年)。然而,线粒体作为单一位点,其母系遗传、缺乏重组、有效种群规模小以及易发生基因渗入的特性,可能导致mtDNA基因树与物种树之间的重大不一致。因此,仅依靠mtDNA进行物种界定可能不可靠。此前研究(如Beddek et al., 2018)在阿尔及利亚东部卡比利亚地区鉴定出两个分化深的mtDNA进化枝之间的尖锐过渡,但该类群的核DNA(nuDNA)变异尚不清楚,且接触带处的基因流程度未知。为此,研究人员开展了本研究,以检验mtDNA谱系是否对应真正的进化单元,并评估接触带内的生殖隔离水平。

**研究方法**
研究样本来源于法国蒙彼利埃UMR5175 CEFE的“生物地理学与脊椎动物生态学”团队(BEV-EPHE)的收藏。研究人员对189个C. ocellatus s.l.个体和5个C. humilis个体进行了线粒体细胞色素b(Cyt-b)基因测序,其中44个C. ocellatus和3个C. humilis个体还测序了四个核基因片段(R35、PRLR、MC1R、TROP),得到2339 bp的串联核数据集。主要技术方法包括:最大似然(ML)系统发育重建(使用IQtree和MEGA)、单倍型网络构建(基于PHASE算法和Median-Joining方法)、以及地理分布比较。样本覆盖了北非马格里布地区(摩洛哥、阿尔及利亚、突尼斯)及中东部分地区(埃及、以色列)。

**研究结果**
**3.1 核DNA分析**
基于四个核基因位点串联的ML树(2339 bp)恢复了四个主要进化枝,分别对应:C. humilis、C. o. ocellatus(中东)、C. o. subtypicus(摩洛哥及阿尔及利亚最西部)和C. o. tiligugu(阿尔及利亚大部及突尼斯)。然而,深层节点支持度低(超快自展值<95),无法确定谱系间的进化关系。逐步基因单倍型网络显示,subtypicus和tiligugu在R35、PRLR、TROP三个位点上无核等位基因共享,在MC1R位点上有部分重叠,证实了二者的进化独立性。C. humilis与C. ocellatus之间也无核等位基因共享(除一个TROP单倍型例外),支持其作为独立物种。

**3.2 线粒体DNA分析**
mtDNA(Cyt-b)ML树恢复了四个单倍群:C. humilis、西部单倍群(摩洛哥至卡比利亚)、东部单倍群(卡比利亚至利比亚中部)和中东单倍群(埃及至黎凡特)。mtDNA接触带位于卡比利亚(约4.5°E),而nuDNA接触带位于摩洛哥-阿尔及利亚边界附近(约2°W),二者相距约650 km。大多数位于两个接触带之间的个体携带西部mtDNA单倍型但属于tiligugu核背景,形成广泛的线粒体-核不一致区域。此外,在埃及发现一个C. humilis个体携带C. o. ocellatus的mtDNA单倍型,表明不一致现象在该复合体中普遍存在。

**讨论与结论**
**未解决的C. ocellatus复合体关系**:核数据支持四个主要谱系(C. humilis、subtypicus、tiligugu、ocellatus)的进化独特性,但深层关系缺乏统计支持,无法确认C. ocellatus单系性。C. humilis与C. ocellatus谱系间的精确分支顺序仍待解决。

**线粒体-核不一致的广泛存在**:mtDNA和nuDNA缝合带的地理位移约650 km,强烈表明这是历史基因渗入(特别是线粒体基因渗入)而非不完全谱系分选的结果。可能的机制包括:种群扩张导致的“遗传淹没”——tiligugu谱系向西扩张,替换了当地subtypicus的核基因库,但保留了其线粒体单倍型;以及性别偏倚扩散(雄性扩散更多,使核基因更容易流动,而母系线粒体保持地理结构)。反向模式(东部mtDNA在subtypicus核背景中)罕见,可能代表局部回交或次级接触。

**系统学意义**:①确认C. humilis为独立有效种(与Baha El Din, 2006一致),核数据表明其与C. ocellatus无核基因流,生殖隔离强。②确认subtypicus和tiligugu为有效进化谱系而非仅“形态型”,其核分布界线与形态学亚种界线(Mateo et al., 1995)基本吻合,表明mtDNA在该复合体中不可靠作为分类标记。③尽管存在大规模线粒体基因渗入,但核基因无共享,提示tiligugu和subtypicus可能构成不同生物种,但需更密集的地理采样和基因组数据验证。

**结论**:本研究首次在北非评估了C. ocellatus的核DNA变异,确认了多个mtDNA谱系对应的进化单元,并发现这些单元的地理界线与mtDNA界线不一致,形成广泛的线粒体-核不一致区域。东部tiligugu谱系个体携带西部谱系mtDNA,表明历史基因渗入。三个核位点无等位基因共享支持马格里布东西部核谱系(subtypicus和tiligugu)可能为不同生物种,但需进一步基于基因组数据的研究。
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