阿尔伯塔省两种北极灰鱼（Thymallus arcticus）系统地理谱系的形态多样性

《Canadian Journal of Zoology》：Morphological diversity of two phylogeographic lineages of Arctic grayling ( Thymallus arcticus) in Alberta

北极鲑（Thymallus arcticus）Nahanni与Beringia两个遗传谱系的形态学差异及性别影响研究。基于mtDNA划分谱系后，采用几何形态测量和12项meristic特征分析，发现两者在体形（95%分类准确率）及3项meristic指标（侧线鳞片、分支腹鳍和胃盲囊数）存在显著差异，且体形受性别影响（性二态）。研究支持将两者列为独立演化显著单位进行保护。

　　本研究旨在探讨北极茴鱼（*Thymallus arcticus*）在加拿大阿尔伯塔省的形态学差异，特别是两个遗传地理谱系——Nahanni谱系和Beringia谱系之间的差异。北极茴鱼作为北美洲特有的鱼类，其种群数量和分布范围近年来受到多种因素的影响，包括气候变化、栖息地破坏以及过度捕捞等。因此，了解其形态学特征的变化对于制定有效的保护策略具有重要意义。研究发现，尽管Nahanni谱系和Beringia谱系在遗传层面存在显著差异，但它们在形态学上的区别相对微妙，且某些特征与性别相关。这些发现支持将这两个谱系视为具有独立保护价值的进化显著单元（Evolutionary Significant Units, ESUs），以确保其遗传和形态多样性得以保留。

北极茴鱼的多样性不仅体现在遗传层面，也体现在其形态特征上。全球范围内的生物多样性正在下降，这使得保护物种内部的遗传和表型多样性成为一项紧迫的任务。在北美洲，北极茴鱼的两个主要遗传谱系——Nahanni和Beringia——在遗传上存在显著差异，但以往的研究主要集中在遗传层面，较少关注它们在形态上的具体表现。因此，本研究通过几何形态学和数量性状（meristic traits）分析，试图揭示这两个谱系之间的形态学差异，并评估这些差异是否与性别有关。此外，研究还探讨了这些发现对保护政策和管理措施的潜在影响。

在方法上，研究团队首先通过钓鱼活动收集了来自阿尔伯塔省不同河流的北极茴鱼样本。他们优先选择那些已知只包含某一谱系个体的河流，以减少混合个体的干扰。随后，通过对这些样本进行遗传分析，确定其所属的谱系。遗传分析基于线粒体DNA（mtDNA）的单核苷酸多态性（SNPs）和系统发育树的构建，从而将样本分为Nahanni和Beringia两个谱系。研究发现，两个谱系之间的mtDNA差异达到了2%–3%，表明它们可能在中更新世时期就已分化。这一结果为后续的形态学分析提供了基础，因为遗传分化通常与形态学分化密切相关。

为了评估形态学差异，研究团队使用了几何形态学技术，对16个二维形态标志点进行分析。这些标志点包括头部、眼睛、鳍部和尾部等关键部位，以确保数据的准确性和全面性。此外，研究还对12个数量性状进行了统计分析，例如侧线鳞片数量、分枝的臀鳍射线数量以及幽门盲囊的数量。研究结果显示，尽管两个谱系在形态学上的差异相对细微，但这些差异在统计学上是显著的。特别是侧线鳞片数量、分枝的臀鳍射线数量和幽门盲囊数量这三个特征，表现出明显的谱系差异。通过几何形态学分析，研究团队能够以95%的准确率将个体归类到相应的谱系中，表明形态学特征在谱系识别中具有较高的诊断价值。

性别对北极茴鱼形态的影响也被纳入研究范围。研究发现，性别在一定程度上影响了形态特征，尤其是在某些数量性状上。例如，雄性和雌性个体在侧线鳞片数量和幽门盲囊数量上存在差异，但这些差异并不显著，且未对谱系分类产生明显干扰。这表明，虽然性别在形态学上存在一定的影响，但谱系之间的差异仍然是主要的分类依据。此外，研究还发现，某些数量性状在不同河流之间存在显著差异，这可能与栖息地环境的多样性有关。例如，Freeman河的Beringia谱系个体在侧线鳞片数量和分枝的臀鳍射线数量上与Yates河的Nahanni谱系个体存在显著差异，这可能反映了不同环境对形态特征的塑造作用。

研究结果还表明，北极茴鱼的形态学差异可能不仅仅是遗传分化的结果，还可能受到环境因素的影响。例如，不同河流的水文条件、水温变化以及食物资源的差异，可能会导致北极茴鱼在形态上的适应性变化。然而，目前的研究尚未能完全区分这些因素，因此需要进一步的实验和长期监测来验证这一假设。此外，研究还指出，虽然mtDNA分析可以提供重要的遗传信息，但仅凭mtDNA数据不足以完全判断两个谱系之间是否存在生殖隔离。因此，未来的研究应结合更全面的遗传数据，如全基因组单核苷酸多态性（SNPs）或全基因组测序，以更准确地评估谱系之间的分化程度和潜在的杂交现象。

在保护政策方面，研究团队建议将Nahanni谱系和Beringia谱系视为独立的进化显著单元，以便制定更加针对性的保护措施。这种做法不仅有助于保护北极茴鱼的遗传多样性，还能确保其形态学特征在不同环境中得以保留。此外，研究还指出，北极茴鱼的形态学特征可能具有适应性意义，因此在评估其保护状态时，应充分考虑这些特征的生态功能。例如，侧线鳞片数量可能与鱼类的感知能力和适应不同水流条件的能力有关，而幽门盲囊的数量可能影响其消化效率和营养获取能力。

研究团队还强调，未来的研究应扩展到北极茴鱼的整个分布范围，以更全面地评估其形态学和遗传学特征。特别是在一些具有独特环境条件的地区，如盐水或咸淡水环境，北极茴鱼的形态学差异可能会更加显著。因此，建议开展更大范围的样本采集和分析，以揭示不同环境对北极茴鱼形态的影响。此外，研究还指出，杂交现象可能是影响形态学分类准确性的一个因素，因此需要进一步的实验来验证这一可能性。如果杂交确实存在，那么未来的保护策略应更加谨慎，以避免因基因流动而导致的分类混淆。

总之，本研究为北极茴鱼的形态学特征提供了新的视角，并强调了保护遗传和形态多样性的重要性。研究结果不仅有助于理解北极茴鱼的进化历史，还为制定更加有效的保护措施提供了科学依据。未来的研究应结合更多的环境和遗传数据，以进一步揭示北极茴鱼的适应性特征和进化潜力，从而确保其在不断变化的环境中得以生存和繁衍。