徂徕林蛙(Rana culaiensis)在安徽省的分布

黄志琴,张财文,陈 澄,吴阿芳,江清悦,庞大鹏,王陈成,张文文,张保卫*

(1.安徽大学 生命科学学院,安徽 合肥 230601;2.生态环境部 南京环境科学研究所,江苏 南京 210042)

最新文献显示,蛙属(Rana)在中国有27现有种:黑龙江林蛙(R.amurensis)、田野蛙(R.arvalis)、中亚林蛙(R.asiatica)、昭觉林蛙(R.chaochiaoensis)、中国林蛙(R.chensinensis)、峰斑林蛙(R.chevronta)、韩国林蛙(R.coreana)、徂徕林蛙、大别山林蛙、东北林蛙(R.dybowskii)、寒露林蛙(R.hanluica)、桓仁林蛙(R.huanrenensis)、借母溪林蛙(R.jiemuxiensis)、九岭山林蛙(R.jiulingensis)、越南趾沟蛙(R.johnsi)、高原林蛙(R.kukunoris)、长肢林蛙(R.longicrus)、栾川林蛙(R.luanchuanensis)、猫儿山林蛙(R.maoershanensis)、峨眉林蛙(R.omeimontis)、桑植蛙(R.sangzhiensis)、棱德氏蛙(R.sauteri)、胫腺蛙(R.shuchinae)、威宁蛙(R.weiningensis)、武夷林蛙(R.wuyiensis)、明全蛙(R.zhengi)和镇海林蛙[1-5].该属物种安徽省有3种——大别山林蛙、中国林蛙和镇海林蛙,其中大别山林蛙、中国林蛙主要分布于大别山区,镇海林蛙分布于皖南山区[3,6-8].

2020年5月至2021年11月,笔者在安徽省大别山区和江淮丘陵区进行调查时,先后采集到蛙属物种标本83号.经初步鉴定,区分出大别山林蛙43号、中国林蛙29号.另有11号标本与大别山林蛙、中国林蛙在形态上存在一定差异.后经遗传学及系统发生分析,发现上述11号标本应为徂徕林蛙.鉴于此前安徽省并无徂徕林蛙报道,特此撰文予以报道.

1 材料与方法

1.1 标本采集

2021年4月至11月,先后在安徽省合肥市肥东县、庐江县,六安市霍山县、金寨县等地采集不能定种的林蛙属标本11号(标本编号AHU2021TY001～AHU2021TY011,具体信息见表1).标本存放于安徽大学生物标本馆内,使用75%乙醇保存,并取肝组织用95%乙醇固定后-20℃保存.

表1 研究中标本采集信息一览表

1.2 形态学测量

参考《中国动物志·两栖纲(中卷)》对蛙类形态的常用量衡度指标[9],选择16个形态量度,包括:头体长(snout-vent length, 简称SVL)、头长(head length, 简称HL)、头宽(head width, 简称HW)、吻长(snout length, 简称SL)、眼径(horizontal eye diameter, 简称ED)、上眼睑最大宽度(upper eyelid width, 简称UEW)、鼻间距(internarial distance, 简称IND)、眼间距(interorbital distance, 简称IOD)、前臂及手长(length of lower arm and hand, 简称LAHL)、前臂直径(diameter of lower arm, 简称LAW)、手长(hand length, 简称HAL)、后肢全长(hind limb length, 简称HLL)、胫长(tibia length, 简称TL)、胫部最粗直径(tibia width, 简称TW)、跗足长(length of tarsus and foot, 简称TFL)和足长(foot length, 简称FL).使用数显游标卡尺(型号MNT-150T,上海美耐特实业有限公司)测量标本,测量结果精确到 0.1 mm.

1.3 DNA提取、扩增和测序

采用常规的酚/氯仿法提取基因组DNA[10].使用细胞色素b(Cytochromeb, 简称Cytb)基因通用引物L14850(5′-TCT CAT CCT GAT GAA ACT TTG GCT C-3′)和H15502(5′-GGATTAGCTGGTGTGAAATTGTCTGGG-3′)来进行PCR扩增[11],产物经电泳检测后,提交通用生物系统(安徽)有限公司,经纯化后使用ABI3730型遗传分析仪测序.

1.4 系统发育分析

使用SeqMan软件对测序结果进行人工校对检查,除去碱基误判等错误.所有测序序列上传到GenBank(登录号信息见表2).在 NCBI 数据集中对研究所得Cytb序列进行 BLAST 比对.在GenBank中下载蛙属23个近缘种的同源区序列,并以威宁蛙和黑斑侧褶蛙(Pelophylaxnigromaculatus)作为外群[12].结合笔者所测序列,在MEGA10.0软件中进行排列比对,基于Kimura2-Parameter法计算各序列间的遗传距离(P-distance).

表2 研究中所涉及物种及相关信息

研究中使用贝叶斯(BI)法、最大似然(ML)法进行系统发育树的构建.构建BI树时,首先以Akaike Information Criterion(AIC)准则在MrModeltest 2.0程序[13]中寻找最适模型,然后在MrBayes3.2.2[14]中进行系统发育分析.系统发育分析中,设置4条链进行107独立运行;前25%被舍弃,每隔100代进行1次采样,使用贝叶斯后验概率(BPP)来检测节点的支持率,结果在Tracer1.6[15]中查看.ML树使用IQ-TREE[16]构建,运行1 000次 Bootstrap 重复抽样以检验各节点置信度,使用自举支持值(BSP)检验节点处的支持.生成的树型文件采用Figtree v1.4.2[17]软件打开,并进行相应的编辑.

2 结 果

2.1 形态描述

研究中测量了5个成体(雄2,雌3)的16个形态量度,其中雄性头体长37.3～43.1 mm,头长15.2～18.9 mm,头宽10.7～13.2 mm;雌性头体长44.2～55.1 mm,头长17.5～23.9 mm,头宽15.9～17.1 mm,雄性和雌性的头长均大于头宽,其他形态量度信息见表3.整体来看,这些个体的吻端略钝圆,突出于下唇;吻棱清晰;瞳孔横椭圆形;鼓膜圆形,直径约为眼径的2/3;犁骨齿列呈两短斜行;指长顺序为Ⅲ>Ⅱ≈Ⅳ>Ⅰ;关节下瘤发达,内掌突较大,呈卵圆形;指、趾端钝而无沟;趾长顺序为Ⅳ>Ⅲ>Ⅴ>Ⅱ>Ⅰ;趾间蹼缺刻深,其凹陷位于第四趾第二关节处;前臂及手长不到体长之半;后肢较长;背侧褶细窄,在颞部上方略向外侧弯曲.皮肤较光滑,背部及体侧有少数小圆疣;体腹面光滑;体背面多为红褐色或棕灰色而无深色斑,颞部有黑色三角斑,眼间无深色横斑;腹面乳黄色(图1).雄性无声囊,第一指具有大的婚刺.

生态照(a)来自合肥市肥东县石塘镇浮槎山的雌体,标本照(背面(b)、标本侧面(c)、标本腹面(d)、手背面(e)、手腹面(f)、足背面(e)、足腹面(h))来自六安市霍山县太阳乡的雌体;拍摄者:张财文.图1 笔者所采集的徂徕林蛙标本

表3 笔者所采集的标本与大别山林蛙、中国林蛙的量度比较 mm

上述形态特征与《中国两栖动物及其分布彩色图鉴(2012)》[18]中对徂徕林蛙的形态描述一致,初步确定笔者所采集的标本为徂徕林蛙.

2.2 形态比较

在大别山区还分布有另外2种林蛙属物种:大别山林蛙和中国林蛙(图2).这3种林蛙外形均较为接近,如眼后和颞前有三角形灰黑斑、腿部有黑灰色横向线条等.经仔细鉴别,这3种林蛙在头体长、指长顺序、背侧褶形状以及背部疣粒数量上存在差异,简单总结列于表4.

大别山林蛙(左图)拍摄于安徽省六安市舒城县万佛山,中国林蛙(右图)拍摄于安徽省六安市金寨县花石乡;拍摄者:张财文.图2 大别山林蛙(左)和中国林蛙(右)的生态

表4 3种林蛙的部分形态特征比较

2.3 系统发育关系

研究中使用了林蛙属23个物种同源区序列,以黑斑侧褶蛙和威宁蛙作为外群,进行了系统发生分析(BI,ML).结果显示,BI,ML系统发生树具有相同的拓扑结构,仅在一些分支的支持率有所差异,如图3所示.同时,该研究结果与此前对林蛙的系统学研究的系统发生结果相似[19].在系统发生树中,笔者所采集的标本与徂徕林蛙聚成单独一支,并获得了高后验概率的支持(图3),它们在系统树中与大别山林蛙、中国林蛙的距离甚远.系统学的研究结果和遗传距离分析结果一致:新标本与徂徕林蛙的遗传距离仅为0.8%,而与大别山林蛙、中国林蛙的遗传距离分别为9.5%,18.5%(表5).综上,基于系统发育和遗传距离分析的结果,可以确定本次采集的标本为徂徕林蛙.

图中节点处数字代表后验概率和自举支持值(>50),标尺代表分支长度.图3 基于线粒体Cytb序列构建的蛙属23物种的系统发生树(BI,ML)

表5 基于线粒体Cytb基因序列的24个蛙类物种间的遗传距离(P-distance)

3 讨 论

徂徕林蛙模式产地为山东省泰安市徂徕山[20],目前在贵州、重庆、湖北、山东、河南、湖南、广西已有分布报道.笔者在调查研究中发现徂徕林蛙也分布于江淮丘陵区和大别山区低海拔林区,提示该区域的气候、植被、湿度条件等也适宜徂徕林蛙栖息和繁殖.与徂徕林蛙模式标本相比,笔者所采集到的个体体型相对较小,如雄性头体长(37.3～43.1 mm)和雌性头体长(44.2～55.1 mm)都明显偏小于模式标本(♂48.5～59.1 mm,♀62 mm)[21].

基于笔者所在研究组以往的调查记录,发现徂徕林蛙与大别山林蛙的分布区有所重叠.大别山林蛙的分布区大约在海拔400～1 150 m之间,徂徕林蛙的分布区约在170～460 m,其分布区相对较低.在大别山区,中国林蛙主要分布于高海拔地区(>600 m),与徂徕林蛙的分布区并不重叠.

蛙属物种的形态均较相似,增加了野外工作的物种鉴定难度.经研究发现,徂徕林蛙、大别山林蛙和中国林蛙在指长、背侧褶以及背部疣粒上的差异较为明显,在野外可以通过这些形态特征对它们进行初步鉴定.

笔者通过形态学和系统学手段证实了徂徕林蛙在安徽省的分布(江淮丘陵区、大别山区),这一发现丰富了安徽省的生物多样性,扩大了它在中国的分布范围,在动物地理学中有重要意义.