本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定代表《大眾科學》的觀點
我在四足動物動物園(Tet Zoo)的長期目標之一是完成我的世界蟾蜍系列文章……實際上,這最初是一個短期目標,但最終花費的時間比預期的要長。這個巨大的、近乎全球分佈的無尾目類群(正式名稱為蟾蜍科 Bufonidae)包含了令人難以置信的多樣性,並且已經發表了大量關於所涉及物種、它們的行為和生物學,以及它們之間可能存在的關係的研究。
如果您讀過本系列之前的任何部分(到目前為止,所有部分都發布在四足動物動物園 ver 2:連結如下),您就會知道,冠蟾蜍似乎起源於南美洲*,在白堊紀或新生代早期。冠蟾蜍科 Bufonidae 內的所有“基部”譜系都由相對較小的物種組成,這些物種不善於擴散,產卵量小,並且缺乏通常是該類群典型特徵的大型腮腺。這些“原始”蟾蜍有時被歸為非單系集合,稱為無舌蟾亞科 Atelopinae。
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* 看起來最早的蟾蜍居住在岡瓦納西陸,在南美洲與南極洲分離之前(這一事件直到漸新世才完全發生)。因此,蟾蜍科 Bufonidae 的最早成員——甚至是冠蟾蜍科 Bufonidae 的最早成員——可能生活在南極洲。“冠群”是由現存物種界定的群體;包括冠群及其近緣化石親屬的進化枝是“全群”。
在始新世的某個階段,我稱之為“ver 2”的蟾蜍進化出來了。與早期的譜系相比,這些蟾蜍通常是大型到非常大型的蟾蜍,產卵量大到驚人的大,具有異養幼蟲(即,幼蟲從環境中覓食,而不是依賴母體提供的食物來源),並且擁有大型到巨大的腮腺。綜合來看,這些特徵使得“ver 2”蟾蜍成為新區域的極其成功的殖民者。範·博克斯萊爾等人。(2010) 將它們描述為表現出“範圍擴張表型”,並描述了這些新特徵的進化如何“啟動了全球殖民的時期,並引發了蟾蜍的主要輻射”(第 679 頁)。
在本系列的前幾部分中,我介紹了所有“無舌蟾亞科”蟾蜍,然後考察了“ver 2”進化枝Rhaebo 和 Peltophryne 的南美洲和加勒比海成員。這些分類群似乎位於巨大進化枝之外,該進化枝包括所有其餘的蟾蜍。那麼,接下來是什麼?幾項系統發育研究發現,一組非洲蟾蜍佔據了 Rhaebo 和 Peltophryne 與通常更熟悉的舊世界和美洲蟾蜍譜系 Bufo(狹義!)、Anaxyrus(普通美洲蟾蜍及其同類)、Incilius(中美洲蟾蜍)和 Rhinella(海蟾蜍及其同類)之間的樹狀位置。因此,接下來考慮這些非洲類群似乎是合適的。
將樹的一部分倒置
然而……在我撰寫這一系列文章期間,出現了幾項關於蟾蜍系統發育和生物地理學的主要分析。可以說,由於伊內斯·範·博克斯萊爾等人在《科學》雜誌上發表的優秀論文*(範·博克斯萊爾等人,2010 年),蟾蜍系統發育在 2010 年真正獲得了高度關注。雖然在樹狀結構的幾個主要方面達成了廣泛共識,但關於蟾蜍系統發育的不同研究在一些重要方面存在根本差異。這使得對樹中特定分類群的位置進行概括變得困難。
* 我這樣說當然無意冒犯許多其他發表過蟾蜍系統發育研究的作者,有時是在《林奈學會動物學雜誌》、《分子生物學與進化》、《動物分類學》和《進化》等權威出版物上發表的。
幾項系統發育研究發現,像 Anaxyrus、Incilius 和 Rhinella 這樣的新世界蟾蜍進化枝巢狀在一箇舊世界進化枝中,該進化枝包括 Bufo(狹義)以及許多非洲和歐亞蟾蜍譜系。現在人們普遍認為蟾蜍起源於美洲(參見上面的注意事項),後來傳播到舊世界,但在這種系統發育產生的場景中[見上文],一箇舊世界譜系(導致 Anaxyrus、Incilius 和 Rhinella)後來遷移回美洲,據推測是在古近紀期間(普拉穆克等人,2008 年)。在這個模型中,舊世界蟾蜍相對於“年輕的美洲”進化枝是並系的。
然而,範·博克斯萊爾等人。(2009, 2010) 恢復的較新系統發育顛倒了這種關係,並發現 Anaxyrus、Incilius 和 Rhinella 位於包括所有舊世界蟾蜍的進化枝之外。在這種這種系統發育產生的場景中,Anaxyrus、Incilius 和 Rhinella 的祖先從未離開美洲,並且舊世界蟾蜍是單系的,而不是相對於 Anaxyrus、Incilius 和 Rhinella 是並系的。
我們稍後將再次回到這個問題,但現在我將堅持最初安排文字的方式。也就是說,我們將在介紹 Rhinella 等之前,先介紹各種非洲和許多歐亞譜系。那麼,現在是時候看看各種非洲蟾蜍了。正如我們將看到的,其中許多是奇特的、鮮為人知的小動物,它們的系統發育位置和保護狀況通常不確定。如果您正在寫關於它們的部落格,那麼還有一個額外的複雜之處,它們太晦澀難懂,很少有插圖或照片……
是時候處理非洲蟾蜍了
至少一些非洲蟾蜍似乎屬於非洲特有的進化枝(尚未命名)(弗羅斯特等人,2006 年;範·博克斯萊爾等人,2009 年,2010 年)。為方便起見,我將從現在開始將其稱為“非洲進化枝”。弗羅斯特等人。(2006) 和普拉穆克等人。(2008) 發現“非洲進化枝”深深地巢狀在蟾蜍科 Bufonidae 內,接近 Bufo 狹義和“年輕的美洲”進化枝,而範·博克斯萊爾等人。(2009, 2010) 發現它是所有剩餘舊世界譜系的姐妹群。
“非洲進化枝”由幾個傳統上歸類於 Bufo 的蟾蜍譜系組成,但最近因通常的原因而被賦予了自己的名稱(這是因為它們在系統發育中與 Bufo 狹義的類群不接近)。這些是 Amietophrynus Frost et al., 2006, Capensibufo Grandison, 1980, Vandijkophrynus Frost et al., 2006 和 Mertensophryne Tihen, 1960(或許還有 Schismaderma Smith, 1849)。其中一些非常奇怪(看看相鄰影像中顯示的蝌蚪)。
我們將在下一篇文章中介紹它們。
有關四足動物動物園蟾蜍系列的前幾篇文章,請參閱……
有關雨蛙亞目無尾目的前幾篇文章,請參閱……
參考文獻 - -
Channing, A. 1978. 羅得西亞的一個新的蟾蜍屬(兩棲綱:無尾目)。Herpetologica 34, 394-397.
Frost, D. R., Grant, T., Faivovich, J., Bain, R. H., Haas, A., Haddad, C. F. B., De Sá, R. O., Channing, A., Wilkinson, M., Donnellan, S. C., Raxworthy, C. J., Campbell, J. A., Blotto, B. L., Moler, P., Drewes, R. C., Nussbaum, R. A., Lynch, J. D., Green, D. M. & Wheeler, W. C. 2006. 兩棲動物生命之樹。美國自然歷史博物館公報 297, 1-370.
Pramuk, J. (2006). 南美洲蟾蜍屬(無尾目:蟾蜍科)的系統發育推斷來自綜合證據。《林奈學會動物學雜誌》,146 (3), 407-452 DOI: 10.1111/j.1096-3642.2006.00212.x
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