海南岛淡水三肠目涡虫生态学及进化生物学研究

The freshwater planarians play an important role in the animal systematic evolution and have great significance for researching origin and evolution of the animal，but there are obvious margins on planarian studies between our country and advanced countries. Hainan Island belongs to the typical island ecosystem, which is surrounded by the sea. It is an ideal place to study origin and evolution of the freshwater planarian due to its unique geographical location. We will get a preliminary understanding of the species, quantity and distribution of freshwater tricladida planarians collected from Hainan Island by the studies of the resources, habitat, ecological environment, breeding and behavior. The genetic relationship and ecological adaptation mechanisms of the freshwater tricladida planarians from different families, genus and species collected from Hainan Island will be analyzed according to the characteristics of the morphology, anatomy, karyotypes and molecular marker. With the reference of the results of planarians collected from Qinghai-Tibet plateau, the Hengduan mountainous region, the Yun-Gui plateau and and Qinling mountains, we will analyze the influence caused by different geographical conditions and environment on the ecological distribution, speciation and evolution of the freshwater tricladida planarians. These studies are of great scientific significance to abounding ecological and evolutionary biology theory of freshwater planarians.

涡虫在动物系统演化中占重要地位，对研究动物起源与进化有重要意义，但我国研究基础十分薄弱，与国外形成极大反差！海南岛属于典型的岛屿生态系统，四面环海，与大陆淡水水域没有联系，地理位置独特，是研究淡水涡虫起源与演化问题的理想场所。本项目通过对海南岛淡水三肠目涡虫资源、栖息地生态环境、繁殖和行为生态等的动态观察，了解该地区淡水涡虫的种类、数量和分布规律；根据采集涡虫标本的形态学、解剖学和核学特征以及分子标记特征等，从宏观到微观、多角度、多层次综合分析海南岛淡水涡虫不同科属之间以及同属不同物种之间的亲缘关系和生态适应机制。同时结合课题组对青藏高原、横断山区、云贵高原和秦岭山脉淡水涡虫研究成果，分析环境变化对淡水涡虫生态分布、物种形成和演化产生的影响。研究成果对丰富我国淡水涡虫生态学和进化生物学理论具有重要科学意义。

该项目从形态学、核学、组织学和分子系统学等方面对海南岛淡水三肠目涡虫种类、数量、生态、分布、系统演化关系等进行了系统研究。初步查明了海南岛淡水三肠目涡虫的种类、分布和生境情况，探索出低纬度热带地区三角涡虫人工饲养方法及诱导无性个体性成熟技术，初步弄清了海南岛三角涡虫地理分布格局成因及不同地理条件和环境因子对淡水三角涡虫物种形成和演化产生的影响。. 研究结果表明：海南岛仅有淡水三角涡虫分布，且集中分布于海南岛中部的五指山和鹦哥岭山脉。海南岛淡水三角涡虫存在6个主要物种群，其中2个为海岛特有种群。核学结果提示：海南岛三角涡虫染色体基数均为8，且都是中部着丝粒染色体，绝大多数产地三角涡虫为二倍体，少数产地三角涡虫为三倍体或二倍体和三倍体的混合倍体。染色体变异较小，结构简单。性成熟个体的形态学、组织学及分子系统学结果表明：海南岛三角涡虫至少有三个新种被确定，其中一个为海南岛优势种。无性个体的分子系统学分析结果提示，可能还有两个潜在的三角涡虫新种存在；通过对COI、CytB、ITS-1、18S、28S标记基因分析，发现：COI 和ITS-1基因是适合淡水三角涡虫系统进化及种群动态分析的DNA条形码。此外，本研究结果表明：海南岛三角涡虫和大陆三角涡虫可能有多次基因交流；澳新区的D. notogaea起源于东洋界，印证了国际知名涡虫分类专家Sluys等人认为D. notogaea起源于东洋界的推断。. 项目执行期间，在Zookeys、Acta Zoologica、 Academiae Scientiarum Hungaricae、Integrative Zoology、 Dev Genes Evol、Ecotoxicology and Environmental Safety、Zoologia等SCI源期刊和国家一级学报发表学术论文15篇；培养博士生2名，硕士生11名。.本项目研究内容多为原创性工作，研究结果不仅可以丰富我国淡水涡虫生态学和进化生物学理论研究，同时还为我国乃至世界淡水涡虫物种多样性研究提供第一手资料，对我国淡水涡虫分类学、生态学及进化生物学研究将起到积极的推动作用。