中国南方喀斯特“生物宝库”的发现和守护者

——记贵州师范大学动物生态学研究团队

文/李梅

中国南方喀斯特地区是一座具有世界意义和中国特色的“生物宝库”,分布着鲜为人知的洞穴鱼类、两栖类、翼手类、灵长类等嵴椎动物类群。

海南长臂猿Nomascus hainanus

在这里长年活跃着一支科研队伍——贵州师范大学动物生态学研究团队。他们依托中国南方喀斯特山地的独特生境和丰富的生物多样性资源,长期坚持开展本底资源调查,描述和发表了多个嵴椎动物新物种和新纪录,极大程度丰富了对物种多样性的认识。

不久前,本刊记者采访了团队负责人、贵州师范大学周江教授,他向记者介绍了这支科研团队长期野外科考获得的丰硕成果。

野外科考成果丰硕  发现多种新物种

在中国南方喀斯特地区,经过近二十年的科学考察研究,贵州师范大学动物生态学研究团队全面了解和揭示喀斯特地区地质事件对现生嵴椎动物类群的影响,为生物多样性的可持续发展和喀斯特地区生态系统的健康稳定提供强有力的科技支撑。

大七孔洞鳅

据了解,近15年来,科研团队发现鲤形目洞穴鱼类新种13种,其中鲤科金线鲃属4种,包括尧兰金线鲃Sinocyclocheilus yaolanensis、洞塘金线鲃S. dongtangensis、贞丰金线鲃S. zhenfengensis、长角金线鲃S. longicornus;条鳅科8种,包括大七孔洞鳅Troglonectes daqikongensis、水龙洞鳅Trog. shuilongensis、册亨高原鳅Triplophysa cehengensis、冗渡高原鳅Trip. rongduensis、安龙高原鳅Trip. anlongensis、盘州高原鳅Trip. panzhouensis、大明山岭鳅Oreonectes damingshanensis、册亨中华喀鳅Karstsinnectes cehengensis;另外,还有爬鳅科1种,即安龙爬鳅Balitora anlongensis。

另外,团队发现两栖动物新种6个,包括无尾目角蟾科4种,包括荔波角蟾Boulenophrys liboensis、从江角蟾B. congjiangensis 、绥阳掌突蟾Leptobrachella suiyangensis、贵师掌突蟾L. yunyangensis;蛙科2种,即:织金林蛙Rana zhijinensis、荔波臭蛙Odorrana liboensis;两栖爬行动物新纪录种6个,分别为徂徕林蛙R. culaiensis、中华湍蛙Amolops sinensis、凹顶泛树蛙Polypedates impresus、布氏泛树蛙P. braueri、赵氏后棱蛇Opisthotropis zhaoermii、百花锦蛇Elaphe moellendorffi。

荔波角蟾Boulenophrys liboensis

在哺乳动物类群,团队发现翼手目3个新种和6个新纪录种,其中,新种为荔波管鼻蝠Murina liboensis、榕江管鼻蝠M. rongjiang和梵净山管鼻蝠M. fanjingshanensis;新纪录种有高颅鼠耳蝠Myotis siligorensis、狭耳鼠耳蝠M. blythii、高鞍菊头蝠Rhinolophus paradoxolophus、大山蝠Nyctalus aviator、爪哇伏翼Pipistrellus javanicus 、棒茎伏翼P. paterculus。

发表的新种新纪录被中国两栖类等网站及中国兽类分类与分布等专着收录。

厘清属级分类争议 建立洞穴鱼类新属

长角金线鲃 Sinocyclocheilus longicornus

多年来,贵州师范大学动物生态学研究团队较为系统地开展了中国西南特有洞穴鱼类和山地两栖类的多样性和进化研究,围绕洞穴鱼类和两栖类开展了相关突破性工作。

该团队厘清了条鳅科洞穴鱼类存在的属级分类争议,建立了一个洞穴鱼类新属——中华喀鳅属 Karstsinnectes和一个新的种组——小眼种组 Sinocyclocheilus microphthalmus group;补充了南方喀斯特山地两栖动物的本底资源、生物多样性有限区域和演化尺度;解析了鲤科金线鲃属和条鳅科洞穴鱼类生物多样性分布格局的历史成因;揭示了新生代以来青藏高原隆升、亚洲季风气候转变、喀斯特地貌演化是塑造当前生物多样性的主要环境因素;揭示了小区域造山运动和山地生境异质性在驱动喀斯特物种多样性形成和维持过程中的重要作用。”相关研究论文发表在国内外知名学术期刊,并出版专着两部——《中国茂兰两栖爬行动物》和《梵净山小型哺乳动物》。

水龙洞鳅 Troglonectes shuilongensis

深入探索致危机制 保护极度濒危动物

以长期野外科考数据为基础,在继承以谢家骅等老一辈动物学家的基础上,贵州师范大学动物生态学研究团队对中国南方特有的海南长臂猿、黔金丝猴、黑叶猴等濒危动物进行种群长期监测和保护生物学研究,率先将地理信息系统、群体遗传学、粪便基因组学等新技术引入到濒危灵长类的保护生物学研究中。

周江教授团队阐明了濒危灵长类物种海南长臂猿的种群动态、致危过程及演化潜力;发现低海拔栖息地快速丧失和现存栖息地破碎化程度极高是导致海南长臂猿和黔金丝猴小种群可能崩溃的主要因素;揭示了海南长臂猿具有一夫二妻的婚配制度和极低的种群遗传多样性,面临着近亲繁殖的风险。

研究特有嵴椎动物 揭示适应环境机制

以中国南方喀斯特地区特有的洞穴鱼类和两栖动物为研究对象,贵州师范大学动物生态学研究团队揭示了这些物种适应黑暗和喀斯特环境的分子机制。

团队通过基因组学研究揭示了典型洞穴鱼类大七孔洞鳅体色退化的原因是基因组中MC1R基因发生移码突变,导致MC1R基因成为假基因,从而阻断了黑色素的生成,揭示了典型洞穴鱼类色素沉着表型适应和MC1R突变之间的关系;揭示了喀斯特区域特有蛙类务川臭蛙O. wuchuanensis、绿臭蛙O. margaratae、合江棘蛙Quasipaa robertingeri、贵州疣螈Tylototriton kweichowensis通过合成分泌相关活性的生物活性肽来抵御抵御外界环境的物理、化学和生物侵袭;识别出的相关活性肽表现出较为广谱的抗微生物活性,在抵抗细菌感染和皮肤伤口愈合的免疫应答中发挥重要作用。相关工作取得9项发明专利。

团队简介:

贵州师范大学动物生态学研究团队全职核心成员3人(周江、邓怀庆、卢学理),其中教授,博士生导师2人。在读博士研究生2人,硕士研究生22人。已培养毕业硕士研究生84名,博士研究生2人。

团队研究工作重点聚焦于以下五个方面:1)通过分子系统学和群体基因组学的手段,研究喀斯特地区嵴椎动 物类群的物种形成和分化过程,探讨其进化历史及亲缘关系,并评估物种多样性;2)探究喀斯特地区嵴椎动物类群在地质历史变化中的适应辐射过程,即它们如何适应并利用不断变化的环境条件;3)通过对喀斯特地区及周边地区嵴椎动物的空间分布格局和地理分布规律的研究,揭示其与地质事件和环境因素的关联;4)针对喀斯特地区的嵴椎动物类群,开展保护生物学研究,探讨其濒危原因及保护策略,为保护和管理提供科学依据;5)结合区域内的古生物化石种类,与现生嵴椎动物类群的比较研究,探讨喀斯特地区地质事件对嵴椎动物物种多样性和演化的影响,以及其在地质历史变化中的演化路径。

团队以濒危灵长类海南长臂猿、黔金丝猴(Rhinopithecus brelichi)、黑叶猴(Trachypithecus françoisi)和特有洞穴鱼、两栖类等嵴椎动物为研究对象,主持并参与:国家自然科学基金项目5项;科技部重点研发计划2项;科技部基础资源专项1项、中国科学院战略性先导科技专项(B类)1项;生态环境部重点项目4项;国家林草局保护专项2项;国家科技资源共享服务平台项目:重要标本资源整理与数字化-嵴椎动物类群;贵州省科技厅自然科学项目4项;贵州省教育厅自然科学项目2项,贵阳市科技局项目3项。参与合作课题项目9项。“中国南方喀斯特嵴椎动物多样性研究”项目获2021年度贵州省自然科学奖二等奖。