红海北部鹿角杯形珊瑚（Stylophora pistillata）深度结构化谱系研究：揭示珊瑚多样性与生态适应的遗传密码

《npj Biodiversity》：Depth-structured lineages in the coral Stylophora pistillata of the Northern Red Sea

为解决珊瑚分类争议及探究环境因素对珊瑚影响等问题，研究人员对红海北部浅海和中光层的鹿角杯形珊瑚（S. pistillata）开展遗传结构研究。结果发现至少 4 个遗传分化谱系，且与深度相关。该研究为珊瑚保护策略制定提供依据，对理解珊瑚进化和分类意义重大。

　　珊瑚礁，这一广袤海洋中的独特生态系统，尽管仅占据不到 0.1% 的海底面积，却滋养着超过 25% 的海洋生物，是当之无愧的生物多样性热点区域 。鹿角杯形珊瑚（Stylophora pistillata）作为珊瑚礁生态系统中的重要成员，广泛分布于印度 - 太平洋地区，因其能够在不同深度的海域生存，被视为研究珊瑚表型可塑性的模式物种。然而，其复杂的分类学历史、高度的形态变异性以及可能存在的隐存种，给相关研究带来诸多难题。例如，红海地区虽已识别出 6 种 Stylophora 属珊瑚，但这些分类的有效性常遭质疑。而且，在全球气候变化的大背景下，珊瑚礁面临着严峻的生存挑战，如海水升温、污染、过度捕捞等，许多珊瑚物种在被人类充分认识之前就已濒临灭绝。在此情形下，深入了解珊瑚的遗传结构、种群动态以及它们与环境的相互作用机制迫在眉睫。

来自巴西里约热内卢联邦大学、以色列巴伊兰大学等多个研究机构的科研人员，针对红海北部亚喀巴湾的鹿角杯形珊瑚展开研究，相关成果发表于《npj Biodiversity》。研究旨在揭示该区域鹿角杯形珊瑚的遗传结构、招募模式以及基因流特征，进而为珊瑚礁保护策略的制定提供科学依据。

研究人员采用了下一代限制性位点相关 DNA 测序（nextRAD）技术，对采集自亚喀巴湾不同深度（7 - 10 米浅海和 45 米中光层）以及不同程度光污染区域的 181 个成年珊瑚和 105 个幼体样本进行分析。首先提取样本 DNA，构建 nextRAD 文库，之后进行测序和一系列的生物信息学分析，包括数据质量过滤、基因分型等。

种群结构

通过基于树的模型、排序和聚类等分析方法，研究发现鹿角杯形珊瑚具有复杂的遗传结构，至少存在 4 个主要谱系。其中 3 个谱系（深红色、红色和黄色）主要由浅海样本组成，而蓝色谱系则主要由中光层样本构成。进一步对红色和黄色谱系进行分析，发现存在从北到南的地理分布模式，且部分幼体与成年个体的聚类模式表明存在未采样的源种群。主成分分析（PCA）也显示出样本根据深度聚类的趋势。

招募模式

研究人员监测了不同采样点和时间的珊瑚幼体数量，发现各采样点的招募率差异显著。例如，Katza 站点在多数采样月份的幼体数量明显高于 Kissosky 站点。而且，各站点在不同时间的招募模式并不一致，表明珊瑚的招募受到多种因素的综合影响。

综合研究结果，该研究首次揭示了红海北部鹿角杯形珊瑚存在至少 4 个遗传分化谱系，且这些谱系与深度密切相关。这一发现为长期以来关于 Stylophora 属珊瑚分类的争议提供了新的见解，支持了该属可能存在物种复合体且处于早期物种形成阶段的假设。同时，研究还发现该珊瑚种群存在明显的地理结构和局部招募现象，意味着当地环境因素在种群动态和遗传分化中起着关键作用。此外，研究还指出光污染可能对珊瑚的招募产生负面影响，Kissosky 站点较高的光污染水平与较低的招募率之间存在关联。

该研究成果对于珊瑚礁保护具有重要意义。明确不同遗传谱系的存在及其分布特征，有助于制定更具针对性的保护策略，保护珊瑚礁的遗传多样性。同时，研究结果也为理解珊瑚在环境变化下的适应机制提供了重要线索，为预测珊瑚礁生态系统的未来变化奠定了基础。