中國(guó)近海三種囊舌目(異鰓亞綱,腹足綱)軟體動(dòng)物的分類學(xué)修訂*

魏靖乘 孔令鋒, 2, 3①

中國(guó)近海三種囊舌目(異鰓亞綱,腹足綱)軟體動(dòng)物的分類學(xué)修訂*

魏靖乘1孔令鋒1, 2, 3①

(1. 中國(guó)海洋大學(xué)海水養(yǎng)殖教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 山東青島 266003; 2. 中國(guó)海洋大學(xué)三亞海洋研究院 海南三亞 572000; 3. 嶗山實(shí)驗(yàn)室海洋漁業(yè)科學(xué)與食物產(chǎn)出過(guò)程功能實(shí)驗(yàn)室 山東青島 266237)

由于部分囊舌目物種存在較大程度的種內(nèi)變異, 我國(guó)早期基于形態(tài)學(xué)的囊舌目研究存在種名鑒定錯(cuò)誤、同物異名等現(xiàn)象。為解決我國(guó)沿海囊舌目物種種名使用混亂的問(wèn)題, 結(jié)合比較形態(tài)學(xué)和分子系統(tǒng)學(xué)技術(shù)手段, 對(duì)采自山東青島、浙江舟山、海南陵水的囊舌目樣品進(jìn)行了外部形態(tài)和齒舌掃描電鏡的檢視, 并基于COI基因進(jìn)行系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)和遺傳距離分析, 對(duì)國(guó)內(nèi)記錄的深綠海天牛Baba, 1955重新進(jìn)行了分類學(xué)描述; 發(fā)現(xiàn)華麗海天牛(Swainson, 1840)應(yīng)暫定為三邊海天牛(Pease, 1871); 指狀棍螺(Alder & Hancock, 1843)是馬場(chǎng)棍螺Ev. Marcus, 1982的誤定。回顧了以上幾種囊舌目物種及其相似物種的分類學(xué)研究歷程, 對(duì).、.和.進(jìn)行了分子系統(tǒng)學(xué)和形態(tài)學(xué)研究, 并為解決這三種囊舌目物種的分類存疑問(wèn)題提供了新的材料和方法。

囊舌目; 物種界定;;;

囊舌目Sacoglossa隸屬于腹足綱Gastropoda, 異鰓亞綱Heterobranchia, 是一類生活在潮間帶與潮下帶海藻叢中的小型海洋軟體動(dòng)物, 該類群中的部分種類體內(nèi)具有光合活性的盜質(zhì)體(kleptoplast) (Greene, 1970), 因而引起了軟體動(dòng)物學(xué)家們廣泛而深入的研究(Casalduero, 2008; Christa, 2015)。此外, 囊舌目的一些物種可以為藥物的研發(fā)提供新的材料, 例如從海天牛科的紅綠海天牛中發(fā)現(xiàn)了可用于抗癌的化合物Kahalalide (Hamann, 1996); 一些囊舌目的物種還可以作為生物防治入侵藻類的候選物種(Trowbridge, 2004; Burfeind, 2009)。

我國(guó)目前已發(fā)表囊舌目物種5科12屬25種(尤仲杰等, 2004; 李琪, 2019; 李歆毓等, 2021)。早期的囊舌目分類學(xué)研究較為零散, 主要在區(qū)域性物種調(diào)查中記錄了少數(shù)囊舌目物種(林光宇等, 1965; 趙汝翼等, 1981), 這些記錄僅提供了形態(tài)學(xué)描述和手繪圖片等有限的信息。近年來(lái), 林光宇和尤仲杰對(duì)囊舌目開(kāi)展了許多以目和科為單位的、較為系統(tǒng)的研究(尤仲杰等, 2004, 2006, 2007), 詳細(xì)記錄了中國(guó)近海囊舌目的物種和區(qū)系分布, 描述了物種的形態(tài)以及齒舌特征, 并提供了手繪圖片, 為我國(guó)囊舌目物種研究提供了寶貴的資料。

由于原始描述模糊或者模式標(biāo)本丟失, 國(guó)內(nèi)記錄的部分囊舌目物種分類學(xué)地位仍然存在許多爭(zhēng)議, 下面對(duì)本研究涉及的物種進(jìn)行介紹: (1) 綠海天牛(Montagu, 1804)。綠海天牛在山東、浙江、福建、兩廣地區(qū)都有報(bào)道, 我國(guó)還記錄兩種和.形態(tài)相似的屬物種, 分別是深綠海天牛.Baba, 1955和黃斑海天牛Jensen, 1990, 其中.模式產(chǎn)地在中國(guó)香港, 嗅角為黑色, 側(cè)足邊緣有一道白邊, 頸部有一個(gè)黃色的斑塊;.同樣具有黑色的嗅角和側(cè)足邊緣的白邊, 有研究指出.的這些特征存在高度的可變性, 并把依據(jù)這些特征區(qū)分的瀨戶海天牛.Hamatani, 1968修訂為.的同物異名(Takano, 2013)。(2) 華麗海天牛(Swainson, 1840)。《中國(guó)近海軟體動(dòng)物圖志》記錄了在中國(guó)南海分布的華麗海天牛.(李琪, 2019), 但.的模式產(chǎn)地在加勒比海, 特征為側(cè)足邊緣一條黑邊, 黑邊下有一條橙邊, Marcus(1980)基于加勒比海的標(biāo)本重新描述了該種。在印度-太平洋海域有2種和.形態(tài)相似且分類地位存在爭(zhēng)議的同屬物種: 三邊海天牛.(Pease, 1871)和大葉海天牛.Kelaart, 1858。三邊海天牛.的模式產(chǎn)地為波利尼西亞, 特征為在側(cè)足的黑邊和橙邊中間具一條白邊。大葉海天牛.Kelaart, 1858的模式產(chǎn)地在斯里蘭卡, 特征為側(cè)足與尾部相連且側(cè)足邊緣具一條黑邊和一條金黃色內(nèi)邊。在一些研究中,.和.被認(rèn)為是.的同物異名(Marcus, 1980; Heller, 1983; Jensen, 1992)。Krug等(2013)通過(guò)對(duì)印度-太平洋海域的“華麗海天牛”相似物種的廣泛采樣和系統(tǒng)發(fā)育分析, 認(rèn)為除.外, 在印度-太平洋海域的“華麗海天牛”相似物種中至少存在5個(gè)獨(dú)立的物種。(3)指狀棍螺(Alder, 1843)。雖然指狀棍螺.的模式產(chǎn)地在地中海, 一百多年來(lái)卻幾乎在所有的北半球溫帶水域都有報(bào)道(Okutani, 2000), 在我國(guó)的山東青島和浙江洞頭也有分布(尤仲杰等, 2004)。在太平洋海域還有一種分類學(xué)地位存在爭(zhēng)議的屬物種: 馬場(chǎng)棍螺.Ev. Marcus, 1982。Marcus(1982)最初建議用.來(lái)描述馬場(chǎng)菊太郎(Kikutaro Baba)在相模灣收集到的標(biāo)本以及分布在西太平洋的棍螺屬物種, 用以區(qū)分分布在大西洋的.。最新的分子研究表明, 太平洋海域的屬物種與.應(yīng)該是兩個(gè)獨(dú)立的物種(Chichvarkhin, 2016)。此外, Trowbridge等(2006)曾懷疑分布在中國(guó)香港的鶴咀棍螺.Jensen, 1990是.的同物異名, 但由于.的模式標(biāo)本可能已經(jīng)丟失, 該問(wèn)題目前尚未得到解決。

為厘清以上3個(gè)物種的分類學(xué)爭(zhēng)議, 本研究中, 我們采集了山東青島、浙江舟山、海南陵水的囊舌目動(dòng)物標(biāo)本, 結(jié)合齒舌的掃描電鏡照片進(jìn)行了形態(tài)學(xué)描述和比較, 開(kāi)展了COI基因測(cè)序, 并與已發(fā)表重要文獻(xiàn)同屬物種序列構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹(shù), 計(jì)算遺傳距離, 并應(yīng)用最新的ASAP方法(assemble species by automatic partitioning, Puillandre, 2021)進(jìn)行了物種界定分析。

1 材料與方法

1.1 樣品采集

本研究的樣品采集自山東青島和即墨、浙江舟山、海南陵水的潮間帶或潮下帶海藻叢中, 鮮活樣品使用尼康D4相機(jī)拍照, 固定于95%的酒精中用于后續(xù)的分子和齒舌形態(tài)學(xué)分析。

1.2 掃描電鏡圖像拍攝

在體視顯微鏡下解剖樣品, 取頭部置于10%的KOH溶液中溶解結(jié)締組織和肌肉組織, 僅留下齒舌, 用清水沖洗后置于體視顯微鏡下挑出, 待樣品風(fēng)干后小心地將其放在雙面導(dǎo)電膠上完成制片, 在約20.0 kV電壓控制的掃描電鏡下觀察并拍照。

1.3 DNA提取、PCR擴(kuò)增與測(cè)序

從每個(gè)樣品的腹足取10～20 mg肌肉組織, 按照說(shuō)明書(shū)的流程使用TIANGEN海洋動(dòng)物組織基因組DNA 提取試劑盒(離心柱型)提取樣品DNA (TIANGEN Biotech Beijing Co. Ltd.), 線粒體COI基因使用通用引物L(fēng)CO1490和HCO2198擴(kuò)增(Folmer, 1994), 用1%的瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)后置于–20 °C環(huán)境保存。

PCR擴(kuò)增采用25 μL反應(yīng)體系, 金牌mix 22 μL (Tsingke Biotechnology Co. Ltd.), 正反引物各1 μL, 模板DNA 1 μL。PCR反應(yīng)參數(shù)為: 94 °C預(yù)變性3 min; 36次循環(huán), 每次循環(huán)包括: 94 °C變性30 s, 48 °C退火30 s, 72 °C延伸1 min; 最后72 °C延伸10 min, 4 °C保存。PCR產(chǎn)物經(jīng)1.5%的瓊脂糖電泳檢測(cè)后進(jìn)行純化測(cè)序。純化與測(cè)序由華大基因科技股份有限公司完成, 所有樣品的測(cè)序反應(yīng)都采用雙向測(cè)序。

1.4 系統(tǒng)發(fā)育分析

所得序列使用Seqman軟件(DNASTAR?軟件包)去除引物片段并對(duì)測(cè)序結(jié)果進(jìn)行校正。從NCBI上下載其他海天牛屬以及棍螺屬物種的COI序列構(gòu)建數(shù)據(jù)集(表1), 使用MAFFT軟件對(duì)序列進(jìn)行比對(duì)(Katoh, 2013), 所得的數(shù)據(jù)集分別使用IQtree和PhyloBayes構(gòu)建基于最大似然法(ML)和貝葉斯法(BI)的系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)(Lartillot, 2006; Nguyen, 2015)。對(duì)于深綠海天牛和三邊海天牛的ML分析, 使用IQtree的--modellomatic參數(shù)自動(dòng)尋找最適模型, 并運(yùn)行10 000次重復(fù)自舉。關(guān)于馬場(chǎng)棍螺的ML分析, --modellomatic推薦的模型得分較低, 因此使用GHOST異質(zhì)性模型(Crotty, 2020)用于系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)的構(gòu)建。BI分析全部使用CAT+GTR+G4模型(Lartillot, 2007), 運(yùn)行兩條獨(dú)立的蒙特卡羅馬爾可夫鏈, 運(yùn)行100 000次并丟棄前10%的樹(shù), 此后每100代取樣一次, 擬合的樹(shù)分裂頻率小于0.01時(shí)停止。使用MEGAX軟件計(jì)算物種間的-distance遺傳距離(Kumar, 2018)。對(duì)于海天牛屬和棍螺屬中物種的區(qū)分, 使用默認(rèn)參數(shù)設(shè)置的ASAP軟件進(jìn)行物種界定(Puillandre, 2021)。

表1 本研究使用的COI序列及其采集地和序列號(hào)(加粗代表本研究上傳的序列)

Tab.1 Sequences used in this study with collection details and accession numbers (New sequences are in bold)

續(xù)表

2 結(jié)果

2.1 分類學(xué)

腹足綱 Gastropoda Cuvier, 1795

異鰓亞綱 Heterobranchia Burmeister, 1837

泛肺螺總目 Panpulmonata J?rger, St?ger, Kano, Fukuda, Knebelsberger & Schr?dl, 2010

囊舌目 Sacoglossa Ihering, 1876

海天牛亞目 Plakobranchacea Gray, 1840

海天牛總科 Plakobranchoidea Gray, 1840

海天牛科 Plakobranchidae Rang, 1829

海天牛屬Risso, 1818

身體光滑或有小的突起, 頭部小, 頸部和足細(xì)長(zhǎng)。眼位于嗅角基部?jī)蓚?cè), 嗅角通常外側(cè)有裂溝, 呈耳狀或棒狀。足前側(cè)隅角狀或鈍圓。腹足向上延展形成側(cè)足, 與足末端連接, 形態(tài)多變, 或發(fā)達(dá)可伸展呈圓形, 或狹小僅能覆蓋身體背部。背前中部可透見(jiàn)圓形、卵圓形、長(zhǎng)圓形的圍心囊。齒舌單列, 呈剃刀狀, 齒光滑或有小鋸齒。

深綠海天牛Baba, 1955 (圖1)

Baba, 1955: 12, 42, text- figs11-12; Jensen, 1985: 79-81, figs 1A, 2A, E; 尤仲杰、林光宇, 2007: pl. Ⅱ: 3.

樣品檢視: 30個(gè)來(lái)自山東青島第三海水浴場(chǎng)的樣品, 20～40 mm, 36°3′21.6″N, 120°22′22.8″E; 2個(gè)來(lái)自浙江舟山枸杞島的樣品, 5～20 mm, 30°42′39.6″N, 122°47′34.8″E。

形態(tài)描述: 長(zhǎng)度最長(zhǎng)超過(guò)40 mm, 身體呈深綠色, 嗅角黑色, 較短, 呈棒狀, 基部有白點(diǎn), 末端為白色。圍心囊長(zhǎng)圓形, 可見(jiàn)數(shù)條白色的肝分支從圍心囊伸展至側(cè)足各處, 且從圍心囊末端伸出一根長(zhǎng)肝分支直到尾部末端。眼明顯, 位于嗅角基部后端。側(cè)足發(fā)達(dá)或狹長(zhǎng), 在側(cè)足邊緣有一道白邊, 側(cè)足上布滿了白色小點(diǎn), 有的標(biāo)本也可見(jiàn)小的白色突起, 這些突起在標(biāo)本酒精固定后消失。足底背面白色-淡綠色, 有許多小的白點(diǎn)和白色突起, 并可見(jiàn)深綠色的小的腺體分支到達(dá)。齒舌呈剃刀狀, 齒側(cè)面有小的鋸齒。

生物學(xué):常在潮間帶和潮下帶的石莼等藻類上緩慢爬行, 生境中可見(jiàn)松藻屬和剛毛藻屬的藻類。卵帶白色, 緊密地盤(pán)繞呈圓形。在野外捕捉到的個(gè)體為深綠色, 在水箱中飼養(yǎng)一段時(shí)間后會(huì)觀察到體表顏色逐漸變淺, 可能是體內(nèi)的盜質(zhì)體逐漸凋亡而得不到補(bǔ)充導(dǎo)致的。

討論:Takano等(2013)總結(jié)了瀨戶海天牛.的形態(tài)特征: 側(cè)足有紅棕色圓圈, 頸部和嗅角有白色疣突, 嗅角尖端為黑色, 而深綠海天牛.的原始描述中形態(tài)特征為側(cè)足表面深綠色并有白色斑點(diǎn), 側(cè)足邊緣有一道白邊, 整個(gè)嗅角都為黑色。Takano等(2013)依據(jù)這些特征收集并仔細(xì)區(qū)分了45個(gè)海天牛標(biāo)本, 發(fā)現(xiàn)了6個(gè)完全符合.特征的標(biāo)本和5個(gè)完全符合.特征的標(biāo)本, 以及34個(gè)同時(shí)包含兩個(gè)物種混合特征的標(biāo)本。然而, 基于COI和16S的分子研究都指出所有的45個(gè)標(biāo)本為同一物種。因此, Takano等(2013)認(rèn)為瀨戶海天牛.是深綠海天牛.的同物異名。由此可見(jiàn),.在側(cè)足有無(wú)紅色斑點(diǎn)、嗅角是否有疣突、體表是否有白色突起、頸部是否有白色斑塊等形態(tài)特征上存在很大的變異, 這些變異可能導(dǎo)致早期的形態(tài)學(xué)研究和物種鑒定出現(xiàn)偏差。盡管我國(guó)先前的分類學(xué)研究中報(bào)道了綠海天牛.(尤仲杰等, 2007), 但是在地理分布上, 綠海天牛.的模式產(chǎn)地在地中海, 印度-太平洋海域未見(jiàn)有.的報(bào)道[WoRMS Editorial Board (2023)], 形態(tài)上, 綠海天牛.區(qū)別于深綠海天牛.的主要形態(tài)特征為側(cè)足表面有小藍(lán)點(diǎn)和四個(gè)大白色斑塊, 較易與.側(cè)足的白色疣突相混淆。因此, 國(guó)內(nèi)先前報(bào)道的.可能為.的誤定。此外, 國(guó)內(nèi)的研究提到一些深綠海天牛標(biāo)本頭部有黃色斑塊(尤仲杰等, 2007), 這些標(biāo)本可能是與深綠海天牛相似的黃斑海天牛.。Takano等(2013)對(duì).的有效性提出了質(zhì)疑, 認(rèn)為.可能也是.的同物異名。但Tsuyoshi的研究中.樣品數(shù)量很少且并不來(lái)自模式產(chǎn)地, 對(duì)于.是否是一個(gè)有效名這一問(wèn)題, 仍需對(duì)來(lái)自模式產(chǎn)地的樣品進(jìn)行系統(tǒng)的解剖學(xué)與系統(tǒng)發(fā)育分析來(lái)進(jìn)一步討論。在水箱中飼養(yǎng)時(shí)觀察到了部分個(gè)體到將頸部以下身體全部舍棄的自切行為, 有研究指出這可能是為了驅(qū)逐體內(nèi)的寄生蟲(chóng)而引起的(Mitoh, 2021)。如此大體積的自切(甚至舍棄了全部的消化系統(tǒng)和大部分循環(huán)系統(tǒng))在自然界中相當(dāng)罕見(jiàn), 目前僅在.和cf.中有報(bào)道(Mitoh, 2021)。

圖1 深綠海天牛Elysiaatroviridis Baba, 1955

注: a, b. 動(dòng)物活體(22 mm); c, d. 齒舌。比例尺: 200 μm (c); 20 μm (d)

三邊海天牛(Pease, 1871) (圖2)

Pease, 1871: pl.21, fig.3.

Baba, 1955: fig.5.

Jensen, 1992: fig.11; Okutani, 2000: 451, pl.407, fig.1; 李琪, 2019: 236 (non Swainson, 1840).

圖2 三邊海天牛Elysiamarginata (Pease, 1871)

注: a、b、c均為動(dòng)物活體(25 mm)

樣品檢視: 5個(gè)海南陵水小赤嶺的樣品, 20～ 30 mm, 18°23′13.2″N, 109°51′10.8″E。

形態(tài)描述:長(zhǎng)度在20～30 mm之間, 身體翠綠色。嗅角較長(zhǎng), 基部與身體顏色相同, 柄部為橙紅色, 末端有白色斑點(diǎn), 嗅角外側(cè)有裂溝, 呈耳狀, 裂溝邊緣有一道黑邊。圍心囊長(zhǎng)圓形, 可見(jiàn)數(shù)條白色的肝分支從圍心囊伸展至側(cè)足各處, 但不明顯。眼位于嗅角基部后端, 易與體表的黑斑混淆。側(cè)足發(fā)達(dá)或狹長(zhǎng), 側(cè)足邊緣從外到內(nèi)分別有黑、白、橙三道窄邊, 側(cè)足上可見(jiàn)零星的白斑和小的橙紅色小點(diǎn), 頸部和身體有較大的黑色斑點(diǎn), 較為稀疏。足底背面翠綠色, 有零星的黑色小點(diǎn)。

生物學(xué): 生活在潮間帶和潮下帶的海藻叢中, 生境中有松藻屬和蕨藻屬的藻類。卵帶白色, 緊密地盤(pán)繞呈圓形。與.同樣,cf.也存在大程度的自切行為(Mitoh, 2021), 海南的.未被觀察到有此行為, 并不確定該物種能否進(jìn)行如此極限的自切。

討論: Krug等(2013)描述了5種來(lái)自印度-太平洋海域的.相似物種, 本研究的分子數(shù)據(jù)支持海南的樣品與來(lái)自法屬波利尼西亞的“sp.3”編號(hào)的cf.是同一物種。由于模式標(biāo)本已丟失, 無(wú)法對(duì)海南的標(biāo)本進(jìn)一步鑒定。但.的模式產(chǎn)地就是波利尼西亞, 因此, 在.得到修訂或重新描述之前, 我們建議把中國(guó)南海和線島附近海域的屬物種暫定為三邊海天牛。與“sp.3”編號(hào)物種相比, 海南的樣品具有一些獨(dú)有的特征, 例如身體有細(xì)小的橙色斑點(diǎn), 黑色斑點(diǎn)大而稀疏, 并不擴(kuò)散到側(cè)足和嗅角等, 沒(méi)有表現(xiàn)出Krug等(2013)提到的“身體顏色較深”和“彎折的側(cè)足”等特點(diǎn)。此外, Krug等(2013)還發(fā)現(xiàn)了兩種遺傳距離較遠(yuǎn)但是形態(tài)上沒(méi)有顯著區(qū)別的.相似物種, 進(jìn)一步導(dǎo)致了整個(gè)印度-太平洋的.相似物種的分類地位混亂, 而該問(wèn)題的徹底解決需要使用綜合的物種界定方法對(duì)已命名的幾個(gè)物種進(jìn)行重新修訂。

柱螺科 Limapontiidae Gray, 1847

棍螺屬Trinchese, 1876

身體柔軟、扁平、伸長(zhǎng)。頭部短小, 前緣稍擴(kuò)張, 形似頭幕。頭觸角細(xì)長(zhǎng), 外側(cè)有裂溝。體背圍心囊兩側(cè)有數(shù)列背鰓突起, 長(zhǎng)短不一, 其中包含肝分支和粘液腺分支。眼小, 明顯, 位于嗅角基部后側(cè)。圍心囊卵圓形, 位于背前中部。頭部前側(cè)隅擴(kuò)張形成短小的嗅角, 呈耳形。齒舌單列, 齒側(cè)面光滑或有小的鋸齒。

馬場(chǎng)棍螺Ev. Marcus, 1982 (圖3)

Baba, 1955: 10, 41, pl. Ⅲ, fig.9, text- fig.9; 齊鐘彥、林光宇, 1986: 55; 1989: 113-114, pl.Ⅰ: 17; Okutani, 2000: 450 pl. 406, fig.2; 尤仲杰、林光宇, 2004: fig.1; 張素萍等, 2016: 193, fig.236 (non Alder & Hancock, 1843).

Marcus, 1982: 9, figs 31-32; Chichvarkhin, 2016: figs 2A, D.

樣品檢視: 2個(gè)來(lái)自山東青島第三海水浴場(chǎng)的樣品, 10～20 mm, 36°3′21.6″N, 120°22′22.8″E; 11個(gè)來(lái)自山東即墨田橫的樣品, 15～20 mm, 36°33′39.6″N, 120°58′33.6″E。

形態(tài)描述: 體長(zhǎng)在10～20 mm之間, 身體青綠色。頭部短小, 前緣稍擴(kuò)張, 形似頭幕, 嗅角細(xì)長(zhǎng), 青綠色, 外側(cè)有一道裂溝, 末端有一白斑并有細(xì)小白點(diǎn)。眼位于嗅角基部后側(cè), 較明顯。圍心囊水滴形, 呈白色, 并在其中可見(jiàn)青綠色的腺體分支, 從圍心囊發(fā)出大量樹(shù)枝狀肝分支, 到達(dá)身體各處。背部在圍心囊兩側(cè)有數(shù)列背鰓, 背鰓青綠色, 大小不一, 表面有小的白色斑點(diǎn)。足底背面白色, 有大量樹(shù)枝狀的肝分支到達(dá)。齒舌單列, 呈尖錐狀, 齒側(cè)面光滑或有小鋸齒。

生物學(xué): 生活在潮間帶和潮下帶的海藻叢中, 生境中有松藻屬和剛毛藻屬的藻類。卵帶白色, 形狀不規(guī)則(圖3f)。野外捕捉到的個(gè)體為青綠色, 在水箱中飼養(yǎng)一段時(shí)間后逐漸變?yōu)辄S褐色, 可能是體內(nèi)盜質(zhì)體逐漸凋亡導(dǎo)致的。體背部的背鰓易脫落, 脫落后還可自行蠕動(dòng)一段時(shí)間, 可能是該生物的一種御敵手段。

圖3 馬場(chǎng)棍螺Placidababai Ev. Marcus, 1982

注: a, b. 動(dòng)物活體(18 mm); c. 齒舌; d. 光滑型齒; e. 鋸齒型齒; f. 卵塊。比例尺: c. 100 μm; d, e. 10 μm

討論:.最初被用來(lái)描述馬場(chǎng)菊太郎(Kikutaro Baba)在相模灣收集到的標(biāo)本(Baba, 1955), Baba(1955)將這些標(biāo)本鑒定為指狀棍螺., 但是Marcus(1982)基于Baba(1955)的描述將它們確立為一個(gè)新種, 即馬場(chǎng)棍螺.。隨后Baba(1986)通過(guò)對(duì)這些標(biāo)本齒舌的研究, 認(rèn)為.不是一個(gè)有效名, 但他也指出這些標(biāo)本不是.而是另一種屬的物種, 并暫稱這些標(biāo)本為sp.。Hirao等(2006)通過(guò)對(duì)日本相模灣(.的模式產(chǎn)地)的屬樣品進(jìn)行解剖, 認(rèn)為先前報(bào)道的.是一個(gè)誤定, 他總結(jié)了.與這些樣品在器官結(jié)構(gòu)方面的主要差異:.的前列腺分裂為四個(gè)部分而sp.的前列腺并不分裂, 并建議在使用整合分類學(xué)方法研究.相似物種之前, 使用sp.而不是.來(lái)指定這些樣品。Chichvarkhin等(2016)對(duì)采自俄羅斯、日本的標(biāo)本和西班牙、英國(guó)等地的.進(jìn)行了系統(tǒng)的解剖學(xué)和分子系統(tǒng)學(xué)研究, 支持使用.這一有效名描述采自俄羅斯、日本的樣品。我們的分子研究顯示, 采自中國(guó)黃海的棍螺屬物種和Chichvarkhin等(2016)采集的俄羅斯、日本的棍螺屬物種同為一種, 且與大西洋的.在遺傳距離上有顯著差距。此外,.仍是一個(gè)合乎國(guó)際動(dòng)物命名法規(guī)(ICZN)的有效名, 因此國(guó)內(nèi)先前報(bào)道的指狀棍螺.應(yīng)該是馬場(chǎng)棍螺.的誤定。在形態(tài)上,.與.的區(qū)別主要在于.背部有兩條主要的肝分支從嗅角貫穿到腹足, 而.則被細(xì)密的枝狀肝分支充滿全身。此外, Chichvarkhin等(2016)描述的俄羅斯的.以及.腹足背面干凈, 沒(méi)有肝分支到達(dá), 但是在中國(guó)黃海發(fā)現(xiàn)的所有.樣品腹足背面都可見(jiàn)大量的青綠色肝分支(圖3b), 這可能是中國(guó)黃海.種群獨(dú)特的形態(tài)特征。

2.2 系統(tǒng)發(fā)育分析

2.2.1 深綠海天牛Baba, 1955 來(lái)自太平洋和大西洋的20個(gè)屬物種的COI序列的最大似然(ML)和貝葉斯(BI)分析表現(xiàn)出了一致的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu), 山東青島和浙江舟山的屬樣品的序列與所有已發(fā)表的深綠海天牛.序列聚為一枝(圖4)。遺傳距離的結(jié)果也顯示, 來(lái)自青島和舟山的樣品與.的遺傳距離在0.2%～1%之間,.以及屬其他物種與青島和舟山樣品的遺傳距離在15%～19%之間(表2)。ASAP的物種界定分析中, 在最低得分2.5分(即最可靠)的情況下劃分了六個(gè)物種分區(qū), 與系統(tǒng)發(fā)育的分析結(jié)果一致, 青島與舟山的樣品與其他.聚在同一分區(qū)(圖5)。

圖4 基于COI序列的海天牛屬物種的ML樹(shù)(左)和BI樹(shù)(右)

注: bootstrap值標(biāo)注在對(duì)應(yīng)的枝上, posterior probability(PP)值標(biāo)注在對(duì)應(yīng)的枝下(加粗代表本研究中測(cè)序的序列)

表2 基于COI序列的海天牛屬物種間-distance遺傳距離

Tab.2 P-distance among Elysia species based on COI sequences

2.2.2 三邊海天牛來(lái)自印度-太平洋海域和加勒比海的21個(gè).類似物種的COI序列被用于系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)構(gòu)建和物種界定分析。ML與BI分析呈現(xiàn)出一致的結(jié)果, 只在法屬波利尼西亞樣品的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系中出現(xiàn)了差別, 來(lái)自海南的樣品與法屬波利尼西亞和線島的樣品聚為一枝, 形成了其他所有類群的姐妹群, 兩枝來(lái)自關(guān)島的樣品和一枝來(lái)自日本的樣品與來(lái)自加勒比海的.互為姐妹群(圖6)。ASAP的物種界定分析中, 在最低得分1.5分(即最可靠)的情況下劃分了除確定的.和.以外四個(gè)潛在的物種, 與系統(tǒng)發(fā)育的分析結(jié)果一致, 支持來(lái)自海南的樣品與法屬波利尼西亞和線島的樣品為同一物種(圖7)。由表3可知, 在對(duì)COI的-distance遺傳距離分析中, 來(lái)自海南的樣品與法屬波利尼西亞和線島的樣品遺傳距離最小, 在0.2%～0.8%之間, 與.和其他印度-太平洋海域的類似物種的遺傳距離在9%～10%之間。值得注意的是, 在法屬波利尼西亞有另一個(gè).的類似物種與海南的樣品遺傳距離達(dá)到了9%, 意味著法屬波利尼西亞可能存在形態(tài)相似但分子遺傳距離較遠(yuǎn)的兩個(gè)物種。同樣, 來(lái)自關(guān)島的樣品在系統(tǒng)發(fā)育分析中也形成了兩個(gè)分支, 表明在印度-太平洋域的.相似物種中存在相當(dāng)大的潛在物種多樣性, 在同一區(qū)域可能存在多個(gè)分子上差異顯著的物種。

圖5 對(duì)于海天牛屬的ASAP物種界定分析

注: 在最低得分(2.5)時(shí)ASAP方法為海天牛屬區(qū)分出六個(gè)物種

圖6 基于COI序列的“華麗海天牛”類似物種的ML樹(shù)(左)和BI樹(shù)(右)

注: bootstrap值標(biāo)注在對(duì)應(yīng)的枝上, posterior probability (PP)值標(biāo)注在對(duì)應(yīng)的枝下(加粗代表本研究中測(cè)序的序列)

圖7 對(duì)于“華麗海天牛”類似物種的ASAP物種界定分析

注: 在最低得分(1.5)時(shí)ASAP方法為“華麗海天牛”相似物種區(qū)分出六個(gè)潛在物種

表3 基于COI序列的“華麗海天牛”類似物種的種間-distance遺傳距離

Tab.3 P-distance among E.ornata complex based on COI sequences

2.2.3 馬場(chǎng)棍螺來(lái)自大西洋和太平洋棍螺屬21個(gè)COI序列的ML和BI分析取得了一致的結(jié)果, 山東青島的棍螺樣品與采自俄羅斯、日本的棍螺屬物種聚為一枝, 與西班牙、美國(guó)、加拿大的指狀棍螺.互為姐妹群, 中國(guó)香港的鶴咀棍螺.單獨(dú)聚為一枝(圖8)。基于COI的-distance遺傳距離分析顯示, 青島的棍螺與俄羅斯海、日本千葉的棍螺樣品遺傳距離最小, 在0.3%～0.8%之間, 與溫哥華和西班牙的.在11%～13%之間, 表明俄羅斯海、日本、中國(guó)黃海的棍螺屬物種與.不是同一物種。此外, 鶴咀棍螺.與.和.的遺傳距離在16%～22%之間(表4), 從分子水平上支持.的有效性。ASAP的物種界定分析中, 在最低得分1.5分(即最可靠)的情況下劃分了五個(gè)物種分區(qū), 與系統(tǒng)發(fā)育的分析結(jié)果一致, 青島的樣品與俄羅斯海的.聚在同一分區(qū)(圖9)。

圖8 基于COI序列的棍螺屬物種的ML樹(shù)(左)和BI樹(shù)(右)

注: bootstrap值標(biāo)注在對(duì)應(yīng)的枝上, posterior probability (PP)值標(biāo)注在對(duì)應(yīng)的枝下(加粗代表本研究中測(cè)序的序列)

表4 基于COI的棍螺屬物種間-distance遺傳距離

Tab.4 P-distance among Placida species based on COI

圖9 對(duì)于棍螺屬的ASAP物種界定分析

注: 在最低得分(1.5)時(shí)ASAP方法為棍螺屬區(qū)分出五個(gè)物種

3 討論

3.1 囊舌目物種形態(tài)學(xué)鑒定中齒舌的可靠性

囊舌目物種成體的殼大多退化, 相較于其他腹足綱動(dòng)物, 缺少易于量化的形態(tài)特征, 因此早期的形態(tài)學(xué)研究側(cè)重于齒舌形態(tài)來(lái)作為分類的依據(jù)(Reid, 1964; Marcus, 1980)。但后來(lái)的一些研究表明囊舌目動(dòng)物的齒舌具有很高的可塑性, 有可能隨年齡或取食藻類的不同而產(chǎn)生較大的種內(nèi)差異, 因此將齒舌作為分類的依據(jù)并不可靠(Baba, 1986; Jensen, 1993; Trowbridge, 2006)。Baba(1986)通過(guò)對(duì).的解剖, 發(fā)現(xiàn).定種的唯一依據(jù)——齒舌形態(tài)在種內(nèi)存在很大的變異。本研究支持了Baba的這一發(fā)現(xiàn), 在即墨田橫采集到的棍螺標(biāo)本中, 同時(shí)存在齒舌側(cè)邊有小鋸齒(圖3e)和齒舌側(cè)邊光滑(圖3d)的個(gè)體。此外, 在海天牛屬中, 齒舌也存在較大的種內(nèi)和種間變異, Jensen(1993)通過(guò)對(duì)取食不同藻類綠海天牛.齒舌的觀察, 發(fā)現(xiàn)取食屬藻類的綠海天牛樣品齒舌大, 尖端彎曲并有側(cè)面突起, 而取食屬藻類的綠海天牛樣品齒舌小, 幾乎筆直且有小鋸齒, 因此齒舌難以作為鑒定.的可靠材料。剃刀狀的齒(圖1d)一直以來(lái)被認(rèn)為是海天牛屬的齒舌特征, 部分物種因?yàn)橛腥切蔚凝X而被劃分到了擬海天牛屬(Jensen, 1993), 然而后續(xù)的分子研究卻表明擬海天牛屬的物種屬于海天牛屬(H?ndeler, 2007), 因此將齒舌的形狀作為海天牛屬的鑒別特征并不可靠。實(shí)際上, 根據(jù)Jensen(1993)對(duì)55種囊舌目物種齒舌的比較觀察, 囊舌目的齒舌形態(tài)可能更反應(yīng)取食偏好而非系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系, 例如在海天牛科、長(zhǎng)足螺科中都有齒舌剃刀狀的物種, 這些物種更偏向于取食細(xì)絲狀的藻類, 而海天牛科和長(zhǎng)足螺科中取食其他藻類的物種則擁有三角形的齒舌。基于以上研究以及本研究對(duì).齒舌的檢視, 囊舌目的齒舌形態(tài)不應(yīng)作為物種界定時(shí)優(yōu)先考慮的定種依據(jù)。

3.2 新的物種界定方法揭示了更多隱種多樣性

DNA條形碼技術(shù)為物種界定帶來(lái)了一種方便且可靠的手段, 但是物種界定的閾值, 也就是所謂的“條形碼間隙”在不同的類群難以統(tǒng)一, 因此使用DNA條形碼來(lái)提出通用的物種界定標(biāo)準(zhǔn)始終難以實(shí)現(xiàn)(Blaxter, 2005; Ward, 2009)。此外, 適應(yīng)輻射也會(huì)導(dǎo)致物種間的DNA條形碼間隙變得模糊, 使得很多潛在的物種被視作其他物種的同物異名(Hebert, 2004; Meyer, 2005)。近年來(lái), 隨著生物信息技術(shù)的發(fā)展, 一些新的物種界定方法被用于發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)方法難以區(qū)分的物種, 并在異鰓亞綱的部分類群中得到應(yīng)用(Krug, 2013; Tibiri?á, 2018; Ekimova, 2020)。本研究通過(guò)使用新的ASAP (Assemble Species by Automatic Partitioning)方法分析了海天牛屬和棍螺屬內(nèi)的物種劃分, 在所有的分析中, ASAP方法都很好地支持了系統(tǒng)發(fā)育分析結(jié)果并在對(duì)傳統(tǒng)分類方法難以區(qū)分的印度-太平洋海域“華麗海天牛”相似物種的分析中劃分了至少五個(gè)獨(dú)立的物種, 對(duì)這些潛在物種的發(fā)掘?qū)?huì)使人們對(duì)印度-太平洋海域軟體動(dòng)物的物種多樣性有更全面的認(rèn)識(shí)。

3.3 對(duì)于中國(guó)沿海囊舌目物種研究的展望

目前, 我國(guó)對(duì)于囊舌目物種的研究主要集中于分類學(xué), 對(duì)該類群獨(dú)特的盜質(zhì)體形成機(jī)制以及其中蘊(yùn)含的細(xì)胞內(nèi)共生原理仍缺少聚焦。國(guó)外學(xué)者從早期就對(duì)囊舌目物種的這一獨(dú)特現(xiàn)象表現(xiàn)出濃厚興趣, 并通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)這一生理特征進(jìn)行了總結(jié)(Hinde, 1974), 而且隨著科研方法的更新, 對(duì)于盜質(zhì)體的研究也越來(lái)越深入(Cruz, 2020), 但始終沒(méi)有證實(shí)盜質(zhì)體的形成機(jī)理。國(guó)內(nèi)雖然缺少對(duì)于盜質(zhì)體的研究基礎(chǔ), 但擁有數(shù)量龐大、種類繁多的囊舌目物種資源, 對(duì)于該領(lǐng)域的研究具備得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。此外, 在分類學(xué)研究方面, 雖然21世紀(jì)初我國(guó)的分類學(xué)者對(duì)囊舌目的一些類群進(jìn)行了較為系統(tǒng)的區(qū)系研究(尤仲杰等, 2004, 2006, 2007), 但此后鮮少有人將囊舌目動(dòng)物的分類學(xué)研究繼續(xù)深入, 無(wú)論是動(dòng)物活體的高清彩色圖片、齒舌的掃描電鏡還是對(duì)于生殖系統(tǒng)解剖的研究都寥寥無(wú)幾甚至存在空白, 這些工作仍需國(guó)內(nèi)的軟體動(dòng)物分類學(xué)家們更廣泛和深入的研究以及不懈努力。由于早期的研究多集中于形態(tài)學(xué), 我國(guó)沿海的囊舌目動(dòng)物研究存在多樣性調(diào)查嚴(yán)重不足以及分類混亂的問(wèn)題(Zhang, 2020), 囊舌目動(dòng)物在形態(tài)上的廣泛變異以及高度適應(yīng)食性的齒舌結(jié)構(gòu)也給這一類群的分類學(xué)研究增添了挑戰(zhàn), 在這種情況下, 我們更提倡用分子系統(tǒng)學(xué)和形態(tài)學(xué)研究相結(jié)合的整合分類學(xué)方法進(jìn)行分類學(xué)研究, 在形態(tài)、地理分布、系統(tǒng)發(fā)育分析等多證據(jù)的綜合佐證下對(duì)囊舌目物種進(jìn)行鑒定。

4 結(jié)論

(1) 國(guó)內(nèi)先前記錄的指狀棍螺.應(yīng)是馬場(chǎng)棍螺.的誤定。

(2) 海南的“華麗海天牛”不是., 而應(yīng)與法屬波利尼西亞和線島的“華麗海天牛”相似物種為同一物種, 在三邊海天牛.得到重新修訂前, 我們建議將海南的樣品暫定為三邊海天牛.。

(3) 囊舌目動(dòng)物的外部形態(tài)特征存在很大程度的種內(nèi)變異, 齒舌形狀也常因?yàn)槟挲g和取食植物的不同而產(chǎn)生分化。因此, 提倡使用比較形態(tài)學(xué)與分子系統(tǒng)學(xué)相結(jié)合的整合分類學(xué)方法對(duì)該類群進(jìn)行分類學(xué)研究。

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REVISION OF THREE SPECIES OF SACOGLOSSA (GASTROPODA, HETEROBRANCHIA) FROM CHINA

WEI Jing-Cheng1, KONG Ling-Feng1, 2, 3

(1. Key Laboratory of Mariculture, Ministry of Education, Ocean University of China, Qingdao 266003, China; 2. Sanya Oceanographic Institution, Ocean University of China, Sanya 572000, China; 3. Laboratory for Marine Fisheries Science and Food Production Processes, Laoshan Laboratory, Qingdao 266237, China)

To solve the problems of mistaken identification and synonym that caused by the intraspecific variation in some Sacoglossa sea slugs in early morphology-based studies on this taxon in China, comparative morphology and molecular methods were used to examine the external morphology and radula as well as the phylogenetic tree and distance analyses on the specimens collected from Qingdao of Shandong, Zhoushan of Zhejiang, and Lingshui of Hainan, China. Results show that the domestic record of(Montagu, 1804) was the misidentification ofBaba, 1955, while(Swainson, 1840) should be referred to as(Pease, 1871) temporarily;(Alder & Hancock, 1843) was a the misidentification ofEv. Marcus, 1982. In addition, the taxonomic status of the Sacoglossa species mentioned above was reviewed, and revisions were made to.,., and.. This study provided new materials to support the placement of these Indo-Pacific widespread species.

Sacoglossa; species delimitation;;;

* 海南省科技計(jì)劃三亞崖州灣科技城聯(lián)合項(xiàng)目, 320LH019號(hào); 國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目, 31772414 號(hào); 中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)項(xiàng)目, 201964001 號(hào)。魏靖乘, 碩士研究生, E-mail: weijingcheng@stu.ouc.edu.cn

孔令鋒, 教授, E-mail: lingfeng.kong@ouc.edu.cn

2022-10-05,

2022-12-22

Q959.212

10.11693/hyhz20221000251