中國境內鼢鼠發育、成種為何如此迅猛

凸顱鼢鼠屬有效種群大小波動和物種形成? 蘭州大學供圖

一直以來，甘肅、青海、寧夏、內蒙和東北等地鼠害嚴重，對農作物、樹木和草皮造成大面積破壞。過去五十年來，當地群眾一直采用地箭射殺或者投毒等手段進行鼠害控制，但是無法有效控制其種群密度，藥物對土壤、地下水也造成污染，急需尋找科學有效地控制害鼠種群大小的方法。

日前，由蘭州大學生態學院教授李克欣課題組牽頭，聯合中國科學院西北高原生物研究所和以色列海法大學等在美國《國家科學院院刊》在線發表了題為《中國境內鼢鼠系統發育與與物種行成》的研究成果。

課題組通過群體遺傳學手段闡明了鼢鼠亞科在鼴形鼠科中的分類學地位，以及分布在中國境內的凸顱鼢鼠屬的系統發育和成種動力；發現不完全譜系分選是導致近期快速輻射產生新物種的系統發育樹不穩定的主要原因，而祖先基因流是導致古老節點位置的系統發育樹不一致的主要原因；推測祖先多態性和搭載效應是基因組島嶼形成的原因?？偟膩碚f，氣候、地質事件和C4植物的擴張塑造了中國境內鼢鼠的適應和進化。

鼢鼠亞科隸屬于嚙齒目，鼴形鼠科，營地下生活，分為平顱鼢鼠屬和凸顱鼢鼠屬，其中凸顱鼢鼠屬6個物種僅分布在我國：包括中華鼢鼠，甘肅鼢鼠，羅氏鼢鼠，秦嶺鼢鼠，高原鼢鼠和斯氏鼢鼠，平顱鼢鼠屬中有兩個物種分布在我國：東北鼢鼠和草原鼢鼠。鼢鼠在鼴形鼠科中的分類學地位以及鼢鼠亞科內部各物種之間的系統發育關系一直是分類學家和動物學家爭論的焦點，研究者們利用線粒體基因組，單基因序列或者形態數據構建出來的進化樹形大相徑庭。凸顱鼢鼠屬真實的系統發育關系以及導致系統發育樹不一致的原因尚缺乏定論。

群體歷史研究表明，冰期顯著影響了凸顱鼢鼠屬有效種群大小，海拔高度通過影響植被進而影響鼢鼠的有效群體大小波動。360萬年前，凸顱鼢鼠屬的部分群體隨青藏高原隆升至高海拔地區，在~3.22Mya分化產生高原鼢鼠一支，后在Naynayxungla冰期 (NG, 0.5~0.78 Mya) 時，部分鼢鼠群體為獲得更好的食物資源遷至更加溫暖的秦淮以南，在75萬年前分化產生斯氏鼢鼠；位于低海拔的譜系在240萬年前分化出中華鼢鼠；160萬年前黃土高原C4植物出現了擴張，以C4植物為食的鼢鼠為獲取食物從秦嶺地區向北部黃土高原擴張，在146萬年前分化產生甘肅鼢鼠；Penultimate glaciation冰期 (PG, 135~194 kya) 時，秦嶺地區被冰川覆蓋，部分鼢鼠群體為獲取食物遷到秦淮以南，在44萬年前分化出羅氏鼢鼠。

本研究還推斷出不同物種之間的基因組分化島嶼區的成因是祖先多態性和搭載效應。因為長期生活在地下，而且高原和斯氏鼢鼠生活在高海拔地區，與心室大小、心臟發育、血管生成、免疫，DNA修復、神經系統發育和抗腫瘤等相關的基因受到選擇。