摘要同域分布的物种的谱系地理格局及进化历史一直备受关注。陆桥岛(Continental islands)为探究同域分布的物种在相同历史因子影响下的进化模式提供了良好的模型。目前,比较谱系地理学在岛屿上的研究主要集中在热点地区,而忽略了一些重要的非热点区域。舟山群岛是中国最大的群岛,有关该群岛上同域分布的物种的比较谱系地理学研究还未曾报道。本研究采用线粒体基因(mtDNA)及核基因(nDNA)对半翅目昆虫碧蛾蜡蝉(Geisha distinctissima)及筛豆龟蝽(Megacopta cribraria)的谱系地理格局、分歧时间、基因流及种群动态历史进行比较分析,主要研究结果如下:<br> (1)线粒体串联数据的BAPS分析、单倍型网络图和系统发育分析均表明,分布于舟山群岛的碧蛾蜡蝉呈现出具有遗传分化,但无明显地理隔离的三个进化支系(Ⅰ-Ⅲ)。分子方差(AMOVA)分析发现,三个进化支系存在明显的遗传差异,进一步证实了这三个支系的遗传分化。分歧时间估算发现,这三个支系的分化时间大约发生于次末盛冰期之后的8.9-13.7kya,该时间段对应岛屿的隔离时期。串联mtDNA数据的祖先分布区重建发现,该物种的祖先分布区为大陆+邻近大陆的岛屿地区和偏远的岛屿地区,表明该物种的祖先种群可能在舟山群岛上广泛分布。因此,次末盛冰期之后的海平面上升造成的岛屿隔离可能阻断了不同岛屿上种群间的基因流,促使碧蛾蜡蝉种群发生遗传分化,形成三个进化支系。此外,本研究采用mtDNA串联数据对大陆+邻近大陆的岛屿地区、邻近舟山本岛的岛屿地区和偏远的岛屿地区的种群进行基因流评估,结果表明碧蛾蜡蝉种群大约从5kya开始,在不同地区间发生了频繁的不对称的基因流(大陆+邻近大陆的岛屿地区→邻近舟山本岛的岛屿地区→偏远的岛屿地区)。该时间段与舟山群岛及其邻近大陆上人类活动的出现相吻合,表明人类活动可能促使碧蛾蜡蝉从大陆及邻近大陆的岛屿地区扩散到其他较远距离的岛屿上,从而造成已经隔离的种群发生二次接触及频繁的不对称的基因流,进而破坏了岛屿的隔离效应,使其形成了具有遗传分化但没有明显地理隔离的三个进化支系。<br> (2)mtDNA和nDNA的中性检验及mtDNA的错配分析表明,碧蛾蜡蝉发生了明显的种群扩张。串联mtDNA数据的贝叶斯天空线(Bayesian Skyline Plot,BSP)分析发现,碧蛾蜡蝉在分化成三个进化支系之前,有效种群大小发生了急剧的增加,随后,种群大小则相对稳定;遗传分化之后,大约在5-9kya,有效种群大小又发生了缓慢的增长,随后,种群大小维持稳定。这两个扩张事件都早于人类活动(大约5.4kya)和基因流(大约5kya)发生的时间。因此,冰后期气候变暖可能是碧蛾蜡蝉种群扩张的主要原因,而与人类活动造成的频繁的基因流无关。<br> (3)本研究采用串联mtDNA数据对分布于舟山群岛及邻近大陆的筛豆龟蝽种群进行BAPS分析、单倍型网络图和系统发育分析,结果表明该物种没有任何可辨别的遗传结构及地理隔离。串联mtDNA数据的祖先分布区重建发现,该物种的祖先分布区位于大陆或大陆+邻近岛屿地区,表明该物种之前可能并没有在舟山群岛上分布,岛屿上的种群由大陆种群扩散而来。采用串联的mtDNA数据对大陆+邻近大陆的岛屿地区、邻近舟山本岛的岛屿地区和偏远的岛屿地区的种群进行基因流评估发现,筛豆龟蝽大约在4.5kya发生了频繁的不对称的基因流(大陆+邻近大陆的岛屿地区→邻近舟山本岛的岛屿地区→偏远的岛屿地区),表明在岛屿隔离后,人类活动促使筛豆龟蝽大约在4.5kya由大陆及邻近岛屿向偏远的岛屿发生扩散,进而造成该物种在该地区没有任何遗传结构和种群隔离。<br> (4)mtDNA和nDNA的中性检验及mtDNA的错配分析表明,筛豆龟蝽种群发生了明显的种群扩散。串联mtDNA数据的贝叶斯天空线(Bayesian Skyline Plot,BSP)分析发现,次末盛冰期之后,筛豆龟蝽种群在大约7.5kya几乎一直持续增长;随后,种群数量维持稳定。但种群数量增长的时间段同样早于人类活动(大约5.4kya)及基因流(大约4.5kya)发生的时间段,表明次末盛冰期之后的气候变暖可能是筛豆龟蝽种群增长的原因,而与频繁的不对称的基因流无关。<br> 上诉结果表明,碧蛾蜡蝉和筛豆龟蝽在舟山群岛上具有明显不同的谱系地理格局和种群动态历史。这些差异反应了二者在相同的历史因子(岛屿隔离和人类活动)下明显不同的进化历史。结合已有的研究结果,推测,尽管同域分布的物种面临相同的历史因子,但其可能呈现出多样化的进化模式。
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