相似却不同:马约特珊瑚带端足类新种Socarnopsis mayottensis sp. nov.(端足目:Lysianassidae)的形态与分子鉴定
《Organisms Diversity & Evolution》:So similar and yet so different. A new species of the genus Socarnopsis (Amphipoda: Lysianassidae) from the coral belt of Mayotte (Indian Ocean)
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在2023年对马约特岛珊瑚礁开展的高等甲壳动物生物多样性调查中,研究人员布设了小型鱼饵瓶诱捕器。其中一个诱捕器内含有大量此前未知的端足类物种。尽管这些标本被迅速识别为属于Lysianassoidea Dana, 1849总科,但其科和属的归属起初并不确定。通过
在2023年对马约特岛珊瑚礁开展的高等甲壳动物生物多样性调查中,研究人员布设了小型鱼饵瓶诱捕器。其中一个诱捕器内含有大量此前未知的端足类物种。尽管这些标本被迅速识别为属于Lysianassoidea Dana, 1849总科,但其科和属的归属起初并不确定。通过与该物种丰富的总科内其他物种的广泛比较,研究人员认为该材料代表来自巴哈马的Socarnopsis catacumba (Clark & Barnard, 1985)的姐妹种,因为二者在形态上极为相似。两个物种在第5–7步足基节(basis of pereopods 5–7)后缘均具有带深齿的锯齿缘。最显著的差异见于第5步足merus,新种此处约宽三分之一,本文将其描述为Socarnopsis mayottensis sp. nov.。两物种之间的大多数其他差异均为边缘性差异,涉及第2小颚内板(inner plate of maxilla 2)的刚毛和下颌触须(mandibular palp)。研究人员首次为Socarnopsis Chevreux, 1911属生成了COI序列,并首次在BOLD和GenBank中为一个Lysianassidae Dana, 1849科物种提供了完整的四分子标记组合(COI、16S rRNA、28S rRNA和组蛋白H3)。遗传分析揭示了较高的种内分化以及由单一标本代表的深度分化谱系。尽管在遗传谱系间未检测到形态差异,但线粒体和核基因分化的一致性以及一致的物种界定结果表明存在隐存多样性。
马约特岛位于印度洋西部莫桑比克海峡,其外围珊瑚礁带为多种甲壳动物提供了复杂生境。食腐性端足类(Amphipoda)广布于陆架至深海,多数隶属Lysianassoidea Dana, 1849总科,其中Lysianassidae Dana, 1849科是最大的科之一,目前约含30属131种。Socarnopsis Chevreux, 1911属此前仅有6种,分别记录于加勒比、南海、热带西南太平洋和比斯开湾;在马达加斯加地区仅报道过Socarnopsis obesa Chevreux, 1919,且其属级归属曾被质疑。2023年DBE协会在马约特外礁使用鱼饵瓶诱捕器采获大量未知端足类标本,其科属归属起初不明,需通过形态与分子证据加以鉴定。研究人员经广泛比较后认为,该材料与巴哈马的Socarnopsis catacumba (Clark & Barnard, 1985)形态极近,但第5步足merus明显更宽,故将其描述为新种Socarnopsis mayottensis sp. nov.。研究还首次为Socarnopsis属提供了COI序列,并首次为Lysianassidae科单个物种生成完整的四分子标记数据集,同时揭示该新种内存在隐存多样性。
核心技术方法方面,研究样本来自马约特岛东部“Passe en S”外礁75 m深度鱼饵瓶诱捕器;比较材料为来自巴哈马Great Exuma的S. catacumba标本。形态学借助复式显微镜、共聚焦激光扫描显微镜(CLSM)和数字化线条图完成。分子实验提取总DNA后,PCR扩增COI、16S rRNA、28S rRNA和组蛋白H3(18S扩增失败),经Sanger测序后提交BOLD和GenBank。系统发育分析采用MrBayes对四标记串联数据集构建贝叶斯树,模型由MEGA选择;物种界定采用ABGD、BIN、GMYC、PTP和bPTP五种方法;单倍型网络用PopART构建。
研究结果方面,系统学与形态描述表明,正模为采自马约特的雌性标本(5.1 mm),研究人员给出了Socarnopsis属的鉴别特征并将新种命名为S. mayottensis sp. nov.。该属与近缘属Socarnes Boeck, 1871的区分特征存在不一致现象,甚至可能使Socarnopsis成为Socarnes的次异名,但鉴于未开展全面修订,研究人员暂将新种归入Socarnopsis。与S. catacumba和S. karamani Ortiz et al., 2003相比,新种第2小颚内板刚毛显著更密;下颌触须第3节仅1根羽状D刚毛,而另两种有4根;第5–7步足基节后缘锯齿数更多;第5步足merus明显向后腹侧扩展并宽约三分之一;掌节与指节约短四分之一;第1、2尾足内肢各仅1根刺。
测序与分子鉴定结果显示,研究人员获得9条COI、8条16S、9条28S和2条H3序列;S. catacumba馆藏标本因扩增失败未获得序列,18S也未能扩增。BOLD和GenBank比对未发现近缘匹配,COI最高相似度仅82%,支持该新种的独立地位。
分子系统学与分类位置方面,基于29条序列(代表21种、8科)的贝叶斯树将S. mayottensis置于Lysianassidae科内,并与Scopelocheiridae Lowry & Stoddart, 1997形成姐妹关系,但支持率较弱(后验概率=69%);Uristidae Hurley, 1963代表在树上分散,Tryphosidae Lowry & Stoddart, 1997形成三个分支。由于缺乏18S,科间关系解析有限。
Socarnopsis mayottensis sp. nov.内的高遗传变异方面,COI显示较高的种内分歧(平均0.98%,最大2.69%);六种物种界定方法中五种将标本Btra_010识别为独立分子操作分类单元(MOTU)。基于线粒体与核基因联合构建的系统树及单倍型网络均支持该谱系独立:网络中共有9个独有单倍型,Btra_010与其他单倍型相差12个突变步。标本Btra_003仅被两种方法支持为独立MOTU,且在网络中仅差2个替换,因而被解释为种内变异。
讨论与结论部分指出,各MOTU同域分布不支持地理种群隔离解释;缺乏形态分化提示形态停滞或隐存多样性,这是端足类中常见现象。线粒体与核基因信号一致、物种界定结果一致、单倍型网络结构共同证明:Socarnopsis mayottensis sp. nov.目前至少包含一个深分化的隐存MOTU,而其余遗传结构应视为种内变异。