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■本報(bào)記者 袁一雪

一直以來，長(zhǎng)江江豚與東亞江豚一直被學(xué)術(shù)界認(rèn)作是窄脊江豚的兩個(gè)亞種。4月11日，《自然》雜志子刊《自然通訊》正式發(fā)表了南京師范大學(xué)生命科學(xué)院教授楊光團(tuán)隊(duì)的研究成果。該團(tuán)隊(duì)通過大樣本全基因組測(cè)序，發(fā)現(xiàn)了長(zhǎng)江江豚與海洋江豚之間存在著顯著而穩(wěn)定的遺傳分化，已形成獨(dú)立的進(jìn)化支系。

這一證據(jù)直接證明了長(zhǎng)江江豚不再是窄脊江豚的亞種，而是一個(gè)獨(dú)立物種。這也讓世界鯨豚類物種從89種增加到了90種。

全基因組測(cè)序

證明長(zhǎng)江江豚是獨(dú)立物種的論文花費(fèi)了楊光及其研究團(tuán)隊(duì)三年的時(shí)間，而這項(xiàng)研究開始時(shí)間更早。因?yàn)榻鄬儆诓溉閯?dòng)物，基因數(shù)量龐大，所以測(cè)序工作并不容易。楊光在接受《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者采訪時(shí)介紹說，江豚的每一個(gè)核苷酸都包含了109量級(jí)的數(shù)據(jù)。作為一個(gè)個(gè)體，如此量級(jí)基因數(shù)量已經(jīng)相當(dāng)龐大，再加上他們選取了48個(gè)江豚作為樣本，所以計(jì)算、分析更花費(fèi)時(shí)間。

功夫不負(fù)有心人，楊光研究團(tuán)隊(duì)結(jié)合最新的生物信息學(xué)的手段和大數(shù)據(jù)等分析方式，從海量數(shù)據(jù)中找到了長(zhǎng)江江豚與東亞江豚分化的證據(jù)。他們研究發(fā)現(xiàn)，一些與水鹽代謝和滲透調(diào)節(jié)相關(guān)的基因在長(zhǎng)江江豚中出現(xiàn)了顯著的正選擇，提示江豚為了適應(yīng)與海洋高鹽環(huán)境完全不同的淡水低滲環(huán)境，已經(jīng)出現(xiàn)了適應(yīng)性進(jìn)化，從而更好地在淡水環(huán)境下維持體內(nèi)的水鹽平衡。而這種顯著的遺傳分化與適應(yīng)性進(jìn)化，表示它們之間缺乏基因交流而出現(xiàn)了生殖隔離。

“生殖隔離是生物學(xué)上判斷物種分類的重要證據(jù)。而且，我們是從生態(tài)學(xué)和形態(tài)學(xué)基因組的證據(jù)進(jìn)行推導(dǎo)，而非單方面的揭示。”楊光強(qiáng)調(diào)。

這一發(fā)現(xiàn)頗受江豚研究領(lǐng)域?qū)＜业闹匾?。上海海洋大學(xué)水產(chǎn)與生命學(xué)院教授唐文喬也比較認(rèn)可楊光的研究結(jié)果：“鑒于長(zhǎng)江江豚和東亞江豚在外形和生活習(xí)性本身就存在差異，這次又發(fā)現(xiàn)了顯著而穩(wěn)定的遺傳分化，我認(rèn)為能夠支撐長(zhǎng)江江豚是獨(dú)立物種的判斷。”

曾經(jīng)的“親兄弟”

在楊光給出明確的基因證據(jù)之前，江豚分類一直備受爭(zhēng)議。因?yàn)槭芗夹g(shù)手段所限，導(dǎo)致所獲得的樣品量少，以至于人們對(duì)江豚的分類和描述非?；靵y。學(xué)術(shù)界傳統(tǒng)的觀點(diǎn)認(rèn)為，江豚屬只有一個(gè)物種，即江豚（Neophocaena phocaenoides），該物種包括了3個(gè)亞種：分布于臺(tái)灣海峽以南的印度洋—太平洋沿岸水域的印太江豚；分布于臺(tái)灣海峽以北的東海、黃海、渤海、朝鮮半島直到日本本州島區(qū)域的東亞江豚；分布于長(zhǎng)江中下游的長(zhǎng)江江豚。

后來，科學(xué)家們通過運(yùn)用形態(tài)分類學(xué)和分子遺傳學(xué)等手段結(jié)合分析，進(jìn)一步確認(rèn)印度洋—太平洋沿岸水域的江豚為一個(gè)獨(dú)立物種，即印太江豚或?qū)捈菇?，臺(tái)灣海峽以北水域的江豚歸屬于另外一個(gè)物種窄脊江豚，后者包括東亞江豚和長(zhǎng)江江豚兩個(gè)亞種。因?yàn)閺耐庥^看，印太江豚與窄脊江豚最直觀的差別就是脊背寬窄和疣粒數(shù)量。前者背部的脊粒可以達(dá)到10行以上，寬80～120毫米；而后者窄脊江豚的脊粒帶則較窄，寬2～20毫米。

而且，盡管長(zhǎng)江江豚與東亞江豚同屬窄脊江豚，但兩者之間存在明顯差異：長(zhǎng)江江豚生活在長(zhǎng)江淡水區(qū)域，東亞江豚則生活在海洋的咸水區(qū)域。但是由于江豚分布廣、活動(dòng)范圍大、數(shù)量少等原因，研究人員難以通過野外生態(tài)學(xué)監(jiān)測(cè)來確認(rèn)海洋江豚與長(zhǎng)江江豚之間是否存在種群遷移，因而對(duì)于兩者是否存在基因交流，一直沒有答案。

楊光所在的實(shí)驗(yàn)室，早在30多年前就開始關(guān)注長(zhǎng)江江豚與東亞江豚的關(guān)系問題，只是受限于傳統(tǒng)分析技術(shù)的局限性，獲得的信息有限。近年來，隨著生命科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，特別是分子生物學(xué)和基因組學(xué)時(shí)代的到來，才找到了解決上述難題的新的突破口。

這次的基因組研究不僅給出了長(zhǎng)江江豚與東亞江豚屬于不同物種的答案，還揭示了兩種江豚之間的分化時(shí)間。“長(zhǎng)江江豚與東亞江豚的分化大約出現(xiàn)在5萬(wàn)年前，它們最終在距今大約5000年前完成分化。因?yàn)橥瓿煞只瘯r(shí)間較短，所以導(dǎo)致兩者的外表形態(tài)差異不大。而且，這一分化與我國(guó)古地質(zhì)和古氣候的變化相吻合。”楊光介紹說。

在距今約7萬(wàn)年前，地球進(jìn)入末次冰期，并一直持續(xù)到距今約1萬(wàn)年前。在這期間，地球曾出現(xiàn)幾次冰川的前進(jìn)及消退的反復(fù)變化，即冰期與間冰期的不斷更迭。“間冰期時(shí)，冰雪消融，海水與江水貫通，讓一些生活在海洋中的江豚游入長(zhǎng)江。而隨著冰期的到來，冰川增厚，江水與海水再次分割。這讓之前進(jìn)入長(zhǎng)江的江豚無(wú)法回到海洋，而留在了江內(nèi)，并逐漸適應(yīng)淡水的特性。”楊光表示。當(dāng)然，這樣的演化并非一蹴而就，而是末次冰期氣候反復(fù)作用的結(jié)果。

福禍相依

長(zhǎng)江江豚被認(rèn)定為新的獨(dú)立物種后，其拉丁學(xué)名也由“Neophocaena asiaeorientalis asiaeorientalis”修改為“Neophocaena asiaeorientalis”，而東亞江豚也有了新的拉丁學(xué)名Neophocaena sunameri。

而且，對(duì)于長(zhǎng)江江豚產(chǎn)生影響的不僅是名字的改變。一直以來，江豚被劃歸在世界自然保護(hù)聯(lián)盟（IUCN）紅色名錄中，不過不同亞種有所區(qū)別。其中，東亞江豚和印太江豚都屬于易危（VU）級(jí)別，只有長(zhǎng)江江豚屬于極危（CR）級(jí)別，因?yàn)楫?dāng)前長(zhǎng)江流域的江豚種群數(shù)量可能已不足千頭。

“確立長(zhǎng)江江豚為獨(dú)立物種后，從生物學(xué)角度看對(duì)其保護(hù)產(chǎn)生了更大的困難。如果是一個(gè)亞種，可以與另一亞種——東亞江豚進(jìn)行配育。如果是不同的物種，一般就難于進(jìn)行配育，產(chǎn)生正常的后代了。另外，目前江豚被列為國(guó)家二級(jí)保護(hù)動(dòng)物，確定為獨(dú)立物種后，可以很明確地將長(zhǎng)江江豚升格為一級(jí)保護(hù)動(dòng)物，以加強(qiáng)保護(hù)力度。”唐文喬解釋說。

現(xiàn)在，農(nóng)業(yè)部十分重視長(zhǎng)江江豚的保護(hù)，目前已建立起8處就地自然保護(hù)區(qū)、3處自然遷地保護(hù)區(qū)、1處半自然遷地保護(hù)區(qū)和3個(gè)繁育保護(hù)群體。只是目前所取得的保護(hù)成效并未從根本上扭轉(zhuǎn)長(zhǎng)江江豚種群數(shù)量的持續(xù)下降趨勢(shì)。“鑒于人類活動(dòng)導(dǎo)致的長(zhǎng)江生境惡化、餌料資源衰退等脅迫因素難于立刻改善，現(xiàn)階段擴(kuò)大遷地保護(hù)是挽救長(zhǎng)江江豚最直接有效的措施。”唐文喬說。

《中國(guó)科學(xué)報(bào)》 (2018-04-27 第4版 自然)