跨洋热液贻贝遗传结构揭示四大种群及其对深海保护的启示

这篇研究通过多基因分析揭示了深海热液贻贝Bathymodiolus septemdierum在印度-西太平洋的遗传结构，首次确认了包括西太平洋(WP)、卡尔斯伯格海岭(CR)、中印度洋海岭与西南印度洋海岭(CIR+SWIR)及Onnuri热液区四大元种群。研究采用线粒体(COI/ND4/tRNAVal)和核基因(Cat/H3)标记，通过TCS单倍型网络、STRUCTURE聚类和IMa3基因流分析，发现CR作为独立基因库接收来自CIR+SWIR和WP的显著基因流，而Onnuri作为关键过渡区具有特殊遗传地位。该成果为面临深海采矿威胁的热液生态系统保护提供了关键遗传学依据。

　　

遗传结构揭示四大元种群格局

通过分析16个热液区的444个样本，研究首次构建了B. septemdierum的全分布区遗传图谱。线粒体COI和ND4基因的单倍型网络呈现典型的"星爆"模式，将种群划分为西太平洋(WP)、卡尔斯伯格海岭(CR)、中-西南印度洋海岭(CIR+SWIR)三大集群，而Onnuri热液区因独特的混合基因型被单独归类。STRUCTURE分析(K=3)显示WP集群包含少量CIR+SWIR和CR个体，印证了跨洋基因渗透现象。

历史动态与扩张信号

中性检验(Tajima's D/Fu's Fs)和错配分布表明所有印度洋种群存在突然扩张信号：CIR+SWIR约3万年前(更新世晚期)、CR和Onnuri约2.5万年前(末次盛冰期)、WP约1.5万年前(冰后期)。贝叶斯天际线图进一步验证这种异步扩张模式，暗示气候波动对种群历史的差异化影响。值得注意的是，CR种群有效规模(Ne)最小，暗示其作为"遗传汇"的脆弱性。

基因流与生物地理通道

IMa3分析揭示关键进化事件：约100万年前WP与印度洋种群分化，72万年前CR与CIR+SWIR分离。基因流(2Nm)显示CIR+SWIR→CR(3.36)和WP→CR(0.506)的显著不对称迁移。迁移-纳分析特别突显Onnuri的枢纽地位——接收来自CIR+SWIR(2518)和CR(2434)的异常高基因流，印证其作为印度洋南北种群过渡带的生态功能。

表层洋流驱动的扩散机制

研究提出幼虫通过印尼贯穿流(Indonesian Throughflow)从WP进入印度洋，随后受南赤道洋流分化为两支：主流经马达加斯加北部流向Onnuri和CR，次流沿东南马达加斯加流向CIR+SWIR。这种表层扩散模式与深海扩散物种(如鳞脚螺Chrysomallon squamiferum)形成鲜明对比，解释了为何底栖生物存在显著地理隔离而该物种保持跨洋连通性。

深海保护优先区建议

研究强调CR热液区作为独特基因库的不可替代性，其特有的B. septemdierum单倍型与低Ne值使其极易受深海采矿威胁。Onnuri则因兼具高遗传多样性和过渡区特性，成为维系印度洋种群连通性的关键节点。作者呼吁在国际海底管理局(ISA)框架下，将这两个区域纳入优先保护网络，特别警示印度近期申请的CR勘探合约可能造成的遗传多样性丧失风险。

方法论局限与展望

研究者指出当前基于5个基因标记的局限性，建议未来采用全基因组SNP分析以识别更精细的种群结构。尤其关注中性位点与受选择位点的差异信号，这对制定兼顾进化潜力和现存多样性的保护策略至关重要。该研究为理解跨洋生物扩散机制提供了范例，也为即将到来的深海采矿时代提供了科学决策依据。