密点麻蜥绒毛膜尿囊胎盘特征和麻蜥属胎生类群的起源与演化研究

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麻蜥属Eremias隶属于爬行纲Reptilia有鳞目Squamata蜥蜴亚目Lacertilia蜥蜴科Lacertidae,由Fitzinger(1834)订立。麻蜥属(Sensu Szczerbak,1974)为典型的草原和荒漠动物,分布于欧洲东南部、亚洲西部和中亚地区,往东到达中国东北和朝鲜,目前大约37种。麻蜥属有卵生和胎生二种生殖方式。该属大部分物种为卵生,而密点麻蜥复合体(Eremias multiocellata species complex)和荒漠麻蜥(Eremias przewalskii)为胎生;因此麻蜥属是研究胎生进化的良好系统。但由于麻蜥属胎生类群分布广泛,地理种群差异大,使得历史上有关麻蜥属胎生类群的分类、起源、演化鲜有报道,也有较多争议和不明之处。本文以麻蜥属胎生类群的密点麻蜥为对象来进行其胚胎营养方式的推测和绒毛膜尿囊胎盘结构的观察验证,确定其胎盘结构组成和复杂程度,并参考相关胎盘类型进行分类,推测其进化程度;同时采取更广泛的地理采样,利用线粒体COⅠ和cyt b基因为分子标记来研究麻蜥属的物种系统发育关系,进而检验胎生类群是否单次起源,探究胎生的起源与演化历史,并与胎盘结构的进化程度相互检验。  主要研究结果如下:  (1)测量甘肃靖远采集的雌性样本的头体长,并进行方差分析,保证样品母本的体型之间没有显著差异。解剖处于不同妊娠时期的密点麻蜥,记录体内发育的卵的数目,称量不同发育时期的胚胎和卵的湿重,并经冻干处理后记录干重,同时保留顺利分娩的母体样品,对新生幼体麻蜥同样称量湿重和干重。新生幼体比发育初期卵的干重平均减少约10.3%,这意味着密点麻蜥的胚胎发育所需的营养可能主要来自于卵黄。  (2)光镜观察胎盘结构的特征和变化,并对处于妊娠后期且被子宫包裹的胚胎进行石蜡切片处理,经苏木精-伊红染色后在光镜下观察。羊膜包裹胚胎并形成羊膜腔,未见膜结构增厚;绒毛膜在羊膜外包裹形成尿囊腔,绒毛膜与子宫壁贴合形成绒毛膜尿囊胎盘,但两层膜结构并不融合,且未见相互折叠入侵等复杂接触方式;绒毛膜胎盘未见特化的组织、胎座等结构。通过对比Weeks(1935)的胎盘分类特征,推测密点麻蜥的绒毛膜尿囊胎盘结构属于Ⅰ型绒毛膜尿囊胎盘,其胎盘结构相对简单,进化程度较低。这种卵黄营养的方式与大多数有鳞目种类具有的简单胎盘类型相符合。密点麻蜥的简单胎盘为理解其母体与胎儿之间较弱的免疫相互作用提供了结构上的证据。  (3)通过PCR技术扩增并从GeneBank下载获得麻蜥属210号样品、18个种的线粒体COⅠ和cyt b基因,并和下载的7个外群的序列联合,进行系统发育分析。采用贝叶斯推断法、最大简约法、最大似然法构建了系统发育关系树。麻蜥属各个卵生种均形成单系,强烈支持麻蜥属胎生类群形成单系,支持麻蜥属胎生类群一次起源的假说。荒漠麻蜥、密点麻蜥是正在分化中的近缘种,二者之间可能有杂交渐渗。强烈支持胎生类群中的天山麻蜥(E.stummeri)形成单系,支持其为一个独立的物种地位,与其余胎生种类构成姐妹群关系。胎生类群与由丽斑麻蜥和山地麻蜥组成的支系形成姐妹群关系,一起归入Pareremias,支持Pareremias亚属构成单系。结合地理居群特征,初步支持:莎车麻蜥(E.yarkandensis)种级分类地位,荒漠麻蜥的指名亚种(E.p.przewalskii)和图瓦亚种(E.p.tuvensis)的分类地位,以及密点麻蜥的E.m.multiocellata和E.m.bannikowi亚种分类地位。建议将密点麻蜥南山亚种(E.m.kozlowi)提升为种级地位(E.kozlowi)。此外,发现荒漠麻蜥中有二个隐存支系,密点麻蜥复合体中有五个隐存支系。这表明麻蜥属胎生类群的演化历史比以往想象的更复杂。  (4)通过贝叶斯松散分子钟估计,麻蜥属最近共同祖先起源于约12.89 Ma(95% CI,10.89-15.08 Ma),胎生类群与最近的卵生种约9.32 Ma(95% CI,7.41-11.14 Ma)左右发生分化。胎生类群最近共同祖先约起源于中新世-上新世之交(6.63 Ma,95% CI,4.78-8.27 Ma),从晚中新世辐射到更新世,在相对较短的时间内伴有多次快速的物种形成或支系发生。这表明麻蜥属的胎生类群可能起源于上新世-更新世冰期前,其胎生起源可能并不支持“寒冷气候假说”。然而,麻蜥属胎生类群相对较近的起源也反过来印证了密点麻蜥简单胎盘结构的低进化程度。
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