《Scientific Reports》:Alien spiders in a palm house with the first report of parthenogenetic Triaeris stenaspis (Araneae: Oonopidae) infected by Wolbachia from new supergroup X
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研究人员分析波兹南棕榈屋蜘蛛物种组成,发现新 Wolbachia 超级组 X,为入侵物种研究提供依据。
在城市的喧嚣中,隐藏着一处神秘的 “绿色王国”—— 波兹南棕榈屋。这里不仅是植物的天堂,更是众多外来生物的栖息地。蜘蛛,这些八条腿的 “小居民”,在棕榈屋中展现出独特的生存故事。
在过去的研究中,人们发现许多外来蜘蛛物种进入欧洲,它们借助全球贸易的 “顺风车”,随着进口水果和植物来到这片新土地。棕榈屋因其温暖湿润的环境,成为了热带蜘蛛的理想家园,宛如城市中的 “生态孤岛”。然而,关于这些外来蜘蛛的生存状况、繁殖方式以及它们携带的微生物,仍存在诸多未解之谜。例如,部分蜘蛛的孤雌生殖现象是否与体内共生菌有关?它们对当地生态系统又会产生怎样的影响?为了揭开这些谜团,来自亚当?密茨凯维奇大学(Adam Mickiewicz University)的研究人员展开了深入研究,相关成果发表在《Scientific Reports》上。
研究人员采用了多种关键技术方法。在样本采集方面,他们于 2013 - 2023 年间多次在波兹南棕榈屋的多个区域进行采集,涵盖不同气候类型的展馆、繁殖室和地下走廊等。对于蜘蛛物种的鉴定,使用了 Olympus SZX12 体视显微镜进行观察,并借助 Artcam 500MI 数字相机拍照记录。在基因分析层面,运用 PCR 扩增技术检测蜘蛛的 COI 基因,同时对 Triaeris stenaspis 体内的 Wolbachia 和 Cardinium 共生菌进行检测;通过对 Wolbachia 的 6 个管家基因(16S rRNA、coxA、fbpA、ftsZ、gatB 和 hcpA)进行测序和系统发育分析,确定其所属的超级组。
研究结果主要包括以下几个方面:
- 物种组成与分布:研究共鉴定出 14 种蜘蛛,其中 9 种为欧洲外来物种。Coleosoma floridanum 数量最多,占所有蜘蛛的 39.9%,主要栖息在地面的干香蕉叶中。其他较为常见的外来物种包括 Howaia mogera、Scytodes fusca、Ostearius melanopygius 和 Parasteatoda tabulata 等。此外,Coleosoma floridanum、Scytodes fusca 和 Spermophora kerinci 是波兰首次记录的蜘蛛物种。
- 性别比例与性二态性:不同物种的性别比例差异明显,如 Coleosoma floridanum、Howaia mogera、Ostearius melanopygius 和 Scytodes fusca 的雌性比例较高,而 Hasarius adansoni 的雄性比例相对较低。Coleosoma floridanum 表现出显著的性二态性,雌性和雄性在腹部形态、颜色和附肢特征上均有明显差异。
- 基因分析与共生菌鉴定:对 Triaeris stenaspis 的 COI 基因进行分析,发现其与其他蜘蛛的基因存在一定的相似性。首次在 Triaeris stenaspis 中鉴定出 Wolbachia 共生菌,且未检测到 Cardinium。通过对 Wolbachia 的基因序列分析,发现其与已知的 Wolbachia 超级组存在差异,进而确定了一个新的超级组 X。
- Wolbachia 系统发育分析:基于 6 个管家基因的系统发育重建表明,来自 Triaeris stenaspis 的 Wolbachia 形成了一个独立的分支,属于新的超级组 X,且排除了其为其他菌株重组体的可能性。
在研究结论与讨论部分,研究人员指出,波兹南棕榈屋中存在多种嗜热的外来蜘蛛物种。随着波兰气候的逐渐变暖,这些外来蜘蛛有可能扩散到户外,对自然和人为干扰的栖息地构成入侵威胁。新发现的 Wolbachia 超级组 X 与 Triaeris stenaspis 的孤雌生殖可能存在关联,这种共生关系或许有助于该物种在隔离环境中生存和繁衍。此外,研究还发现部分外来蜘蛛物种对杀虫剂具有一定的抗性,能够在棕榈屋的复杂环境中稳定生存。同时,一些外来蜘蛛已经在波兰的其他地方被发现,显示出它们具有较强的扩散能力。
这项研究不仅丰富了人们对蜘蛛物种多样性和分布的认识,还为理解外来物种的入侵机制和共生菌在生物繁殖中的作用提供了重要依据。未来,研究人员可以进一步探究这些外来蜘蛛对当地生态系统的长期影响,以及 Wolbachia 超级组 X 在其他物种中的存在情况,为生物多样性保护和入侵物种管理提供更有力的支持。