红海和印度洋巨蛤之谜 (2020)

我一直对悬在我们眼前的科学发现着迷。神秘物种就是这样一个惊喜。有时，使用基因测序的研究人员会惊讶地发现，一群从外面看起来都一样的动物实际上在生殖上彼此隔离；把生命树上的枝条分开。这种惊奇在自然科学史上屡屡发生。原来，这样的谜题在巨蛤中屡见不鲜。这些不寻常的双壳类动物是珊瑚礁环境中的专家，在共生藻类的帮助下长成大尺寸，通过光合作用产生糖分。在 Tridacna 属中，有大约 10 种被接受的物种，它们的大小、形状、颜色和生活方式各不相同。我专注于红海已知的三个物种（到目前为止），包括小巨蛤 Tridacna maxima 和有凹槽的巨蛤 T. squamosa，它们都在世界范围内发现，从红海一直延伸到赤道沿着大堡礁。第三个本地物种 T. squamosina 更不寻常，迄今为止仅在红海（一种特有物种）中发现。 T. squamosina 是一个隐匿物种的例子，之前被认为是 T. squamosa 的本地变种。它看起来非常相似，从它的壳中伸出长长的鳞片（瓣状附属物），被认为有助于将它稳定在松散的珊瑚碎石的平坦底部。但与 T.squamosina 不同的是，T.squamosina 只生活在最靠近太阳的最浅水域的珊瑚礁顶部。它的褶皱（贝壳边缘的波浪形）具有非常有角度的锯齿形图案，并且在软组织与贝壳边缘相遇处具有一对特征性的绿色条纹。软组织覆盖有疣状突起。它在 2000 年代初才首次被详细描述，当时一个国际研究小组通过基因测序发现它是一个独特的物种，并将其命名为 T. costata。他们指出，在红海沿岸的调查中，他们只发现了 13 个活体标本，使其成为极其稀有且可能濒临灭绝的物种。当地珊瑚礁上的化石标本似乎更为常见，这表明它过去的种群数量要大得多。然后在 2011 年，维也纳自然历史博物馆的另一个团队发现一个贝壳在其收藏中被遗忘了 100 多年。最初收集蛤蜊的 1895 年研究巡航的研究员鲁道夫·斯图兰尼 (Rudolf Sturany) 称它为 T.squamosina。在分类学（命名和分类生物的科学）中，最先命名物种的团队获胜，因此名称 T. costata 被同义化（退休），取而代之的是更早的名称 T. squamosina，后者成为记录名称。花这么多时间为一个物种命名，然后发现自己在一个多世纪前就被挖走了，这一定很烦人！但这就是科学。奇怪的是，在过去的几年里，有一些传言说 T. squamosina 不仅在红海发现，而且在非洲海岸最南端的肯尼亚、莫桑比克和马达加斯加也有发现。潜水员和浮潜者拍到了一只巨型蛤蜊的照片，它确实看起来很像 T.squamosina，贝壳开口呈锯齿状，组织边缘有绿色条纹。但是这些人的某些方面似乎有些不对劲。在红海中，T. squamosina 自由地生活，而不是像这些图片显示的那样嵌入珊瑚中，而且贝壳角度的几何形状似乎有点不同。 T. squamosina 也很难从红海一路向南到莫桑比克，因为有天然屏障阻止其浮游幼虫乘着水流在两个地区之间混合。当种群被屏障隔开时，它们之间的基因流被切断，进化开始将种群彼此分离，直到它们成为单独的物种，这一过程称为异域物种形成。我想有一天，研究人员会从这些神秘的蛤蜊中收集组织样本，以确定它们是否真的是鳞状蛤蜊或其他东西。今年，一个团队做到了这一点，沿着莫桑比克、马达加斯加、肯尼亚和其他地方的海岸旅行，收集组织样本，以比较他们看到的所有不同的蛤在家谱中的关系。他们对这些“夹子”进行基因测序，并在此过程中发现神秘蛤是一种新的神秘物种，他们将其称为 T. elongatissima！

。 elongatissima 与 T. squamosina 非常相似，它们是双壳类家族树上的姐妹物种。如果没有经过培训，很难将它们区分开来。如果他们都坐在一起，即使是专业人士也可能会将其中的一些混在一起。主要区别似乎与贝壳形状有关，T. elongatissima 的外壳比 T.squamosina 的对称性要差，并且后铰链处的开口更大，可以让脚穿过。对称的外壳和足部开口的闭合可能代表 T. squamosina 为适应能够自由坐在底部而进行的变化，而不是像 T. elongatissima 似乎更喜欢嵌入珊瑚中。如果你读到这里，你可能会想“谁在乎？蛤蜊就是蛤蜊，这些看起来几乎一样。你现在不就是在劈蛤蜊吗？”归根结底，物种是一个人造的概念；供我们人类使用的组织工具。物种是我们重建世界历史的特征。通过鉴定这个物种 T. elongatissima，我们可以了解世界什么？新论文背后的研究人员讨论了基于物种之间遗传差异的统计分析，T. elongatissima 和 T. squamosina 最近的共同祖先可能生活在 140 万多年前！一些研究人员此前曾提出，由于反复冰川作用导致低海平面的地理隔离，T. squamosina 可能开始作为一个单独的物种发展。在此期间，由于大量的水被困在陆地上，现在是通往红海的门户，狭窄的 Bab al Mandab 海峡随着海平面的下降成为了陆地屏障（有点像形成白令海陆桥的对面）允许人类迁移到美洲）。被困在这个屏障北端的祖先蛤被认为已经进化成为罕见的 T.squamosina。这发生在成为红海特有物种的各种物种中（意味着它们是在红海进化的独特物种，在其他任何地方都找不到），包括独特的荆棘海星。问题是，在这个海平面低的时期，红海经历了一段时期，这里对蛤蜊的栖息地相当不友好。在多次断海的时期，各种生物都灭绝了，因为海水变得非常咸，还有其他不友好的变化。因此，如果 T. squamosina 在整个时间段内只生活在红海中，我们今天就不太可能看到它。这篇新论文的研究人员提出，由于非洲之角的屏障，T. squamosina 最初更有可能分支。肯尼亚和索马里附近的海域汇集了向南和向北的洋流，然后聚集并驶向近海，远离巨型蛤蜊幼虫试图到达的珊瑚礁。因此，任何微小的漂浮浮游蛤蜊幼虫都会遇到强大的“逆风”，阻止它们越过那个点。这也意味着，在红海不适合成为蛤蜊的时期，T. squamosina 可能已经在厄立特里亚、阿曼甚至可能远至巴基斯坦等地的海岸找到了避难所。在海平面上升和红海条件变得更加友好的时期，它重新殖民了该地区。据我们所知，红海是现在唯一能发现 T. squamosina 的地方，但它很可能存在于也门或阿曼等其他地方。如果在其他地区发现 T. squamosina，对其保护将非常重要。目前，该物种被认为极为稀有，其原生范围非常小。如果它居住在更广阔的地区，那将意味着更多的遗传多样性库。由于珊瑚礁受到气候变化、污染和过度捕捞的压力，这将降低它灭绝的可能性。为了作为一个物种生存，不要把所有的鸡蛋放在一个篮子里。如果你只在一个小地方被发现，它会增加灾难（如气候变化）将你消灭的可能性。我们唯一能确定的方法是参观也门、阿曼、巴基斯坦、厄立特里亚和索马里等研究不足的地方的珊瑚礁，以了解现有巨蛤的丰富性。由于各种原因，这些领域没有得到充分研究：缺乏对非西方研究人员的研究资金，科学界对熟悉的地方缺乏兴趣，以及使研究难以进行的地缘政治情况。但我希望有一天能与这些国家的人们合作，以更好地了解全球这些未被充分研究的地区存在的巨蛤。几乎可以肯定的是，还有更多种类的巨蛤，无论是活的还是化石的，等待被发现。