第四季冷暖交替对崇安髭蟾分布的影响

第四纪冷暖交替对生物分布的影响主要表现为物种的分布区在冰期向低纬度退缩、在间冰期向高纬度扩张。但实际情况更为复杂。例如，来自高纬度的证据显示，适应寒冷环境物种的分布区可以在冰期扩张而在间冰期收缩。基于温度随海拔升高而降低的规律，我们将该理论引入中低纬度山地系统，以崇安髭蟾为例，对适应高海拔寒冷环境的物种如何在垂直分布上响应冷暖交替这一问题进行探讨。针对该问题提出假说：崇安髭蟾的分布区于冰期向低海拔扩张、基本呈连续分布，在间冰期向高海拔退缩、呈间断分布。基于DNA频率和序列数据，主要运用种群遗传学的研究手段，检验该假说的4个推论：1，间冰期时种群间分化程度强；2，冰期时种群间分化程度弱；3，当前间冰期不存在种群扩张的格局；4，存在地理距离导致隔离的遗传多样性格局。本项目的研究结果将为更全面认识第四纪冷暖交替对生物分布的影响提供新的信息。

第四纪冷暖交替对动植物分布的影响主要表现为物种的分布区在冰期向低纬度移动和压缩、在间冰期向高纬度移动和扩张。但来自中高纬度种类的证据显示，冷适应物种的分布区在冰期扩张而在间冰期收缩。基于海拔温度梯度替换纬度温度梯度的思路，本项目以崇安髭蟾Leptobrachium liui为例、辅以对其姐妹种雷山髭蟾L. leishanense的研究，对中低纬度山地高海拔物种的分布如何响应冷暖交替这一问题进行了探讨。基于崇安髭蟾武夷山1种群43号个体，自行筛选获得微卫星位点9个，同时将这些位点与文献报道的雷山、峨眉髭蟾微卫星位点一起，在近缘物种崇安、雷山、峨眉、哀牢髭蟾中进行了跨种可用性检测。通过上述工作，最终得到并用于崇安髭蟾和雷山髭蟾种群遗传学研究的微卫星位点14个。获得崇安髭蟾22个种群799号个体的线粒体745bp ND1基因片断序列、共103个单倍型。基于这些序列构建的基因树表明，该种在遗传上可划分为东部支系和西部支系。获得东部支系11种群420号个体、西部支系10种群305号个体的微卫星数据。基于这些数据，对两个不同的工作假说进行了检验：假说1，崇安髭蟾的分布区在冰期向山地系统中的低海拔扩张而相互连接、在间冰期收缩被低海拔的较高温度环境隔离而呈片断化；假说2，该种的分布区在冰期向西南退缩、在间冰期向北向东扩张。分析结果与假说1的3个推论一致、与假说2的3个推论不一致，从而拒绝了假说2。生物学特征和崇安髭蟾极相似的雷山髭蟾方面，获得3种群108号个体的线粒体745bp ND1基因片断序列共17个单倍型，以及其中106号个体的微卫星数据，分析结果与得自崇安髭蟾的结果一致。这提示冷适应物种在冰期扩张、在间冰期收缩这一基于中高纬度材料的理论可能也适用于中低纬度的山地高海拔分布物种。