浙江师范大学化学与生命科学学院，浙江 金华

收稿日期：2021年4月13日；录用日期：2021年5月20日；发布日期：2021年5月27日

摘要

安吉小鲵(Hynobius amjiensis)隶属于两栖纲(Amphibian)有尾目(Caudata)小鲵科(Hynobiidae)小鲵属(Hynobius)，仅分布于三个十分狭窄的区域。安吉小鲵是中国的特有种，也是我国一级重点保护动物。由于安吉小鲵种群稀少、成活率低且栖息地面积和质量均在持续减少和下降，2004年被《世界自然保护联盟》(IUCN)濒危物种红色名录ver3.1评估为极危(CR)等级，因此引起了国内学者的关注。本文主要概述了安吉小鲵自1991年发现以来的研究进展，并结合目前高通量测序等技术的发展对安吉小鲵的进一步的研究做出了展望，其对极危动物安吉小鲵的研究和保护措施的制定具有重要的指导意义。

关键词

安吉小鲵，国家一级保护动物，研究进展

Research Progress of the First-Grade State Protection Animal Hynobius amjiensis

Xia Kan

College of Chemistry and Life Sciences, Zhejiang Normal University, Jinhua Zhejiang

Received: Apr. 13^th, 2021; accepted: May 20^th, 2021; published: May 27^th, 2021

ABSTRACT

Hynobius amjiensis belongs to the Amphibian, Caudata, Hynobiidae, Hynobius, which only distributed in three very narrow distribution areas. H. amjiensisis endemic to our country and one of the First-Grade State Protection animal in China. Due to the sparse population, the low survival rate, the continuous reduction of habitat area and quality, it was listed as a critically endangered species (CR) in the International Union for Conservation of Nature (IUCN) Red List of Threatened Species, therefore, it attracted the attention of domestic scholars. In this article, we mainly summarized the development of research of H. amjiensis since its discovery in 1991, and made a prospect combined with the current development of high-throughput sequencing and other technologies for the further research of H. amjiensis.

Keywords:Hynobius amjiensis, First-Grade State Protection Animal, Research Progress

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1. 世界两栖动物的现状

世界自然基金会(World Wildlife Fund, WWF)和伦敦动物学会(The Zoological Society of London, ZSL)所发布的《地球生命力报告》2020版(Living Planet Report 2020，图1)显示，自1970年至2016年全球野生动物，包括哺乳类、鸟类、两栖类、爬行类和鱼类的物种种群数量平均下降了68%，尤其在淡水野生动物中，这个比例达到了惊人的84%。从世界分布上来说，据WWF此次数据统计，半个世纪以来，地球上各大洲的生命力指数均全面下降 [1]。

图1. 1970~2016年生物多样性变化 [1]

如图2各物种红色名录的指数所示，在当前极大的生存压力下，两栖动物(Amphibious)作为第一批登陆的脊椎动物，首当其冲，受威胁程度极高 [1]。

2004年，世界自然保护联盟(IUCN)完成了全球两栖动物的第一次评估 [2]。其在2012年IUCN公布的《濒危物种红色名录》中新增了19个两栖类动物，有29%的已知两栖动物受到威胁，其中有八个物种被定为极度濒危物种，两栖类动物仍然是受威胁最严重的一类动物，约有41%濒临灭绝 [3]。

2. 中国两栖动物的现状

2016年蒋志刚等 [4] 对国内的两栖动物进行了详细的评估，中国两栖动物中已有一种灭绝，176种(包括极危13种、濒危46种和易危117种)受威胁，占中国两栖动物物种总数的43.1%，明显高于IUCN红色名录(2015)评估的全球两栖动物受威胁比例(30.8%)。

图2. 各物种生存红色名录指数 [3]

在对中国两栖动物特有种的受威胁状况的研究中，2021年3月公布的国家重点保护野生动物名录显示，重点保护的93个两栖动物中包含有尾目64个，超过一半以上的比例。其中保护级别为一级的两栖类共7个，均为有尾目。这充分说明了，在两栖动物中，有尾目的受威胁程度严重高于其它目。自1989年来对中国两栖类濒危程度的多次统计均呈现出相同的趋势 [4]。

一种有尾目中，除去隐鳃鲵科(Cryptobrachidae)仅有的1种外，小鲵科的受威胁比例(86.7%)是最高的 [5]。被评估为极危两栖动物的有13种，主要分散地位于我国的中部和南部。其中极危的有尾目就占6种，即安吉小鲵(Hynobius amjiensis)、挂榜山小鲵(Hynobius guabangshanensis)、普雄原鲵(Protohynobius puxiongensis)、金佛拟小鲵(Pseudohynobius jinfo)、辽宁爪鲵(Onychodactylus zhaoermii)、新疆北鲵(Ranodon sibiricus) [5]。其中安吉小鲵、挂榜山小鲵、普雄原鲵、辽宁爪鲵同在国家重点保护野生动物名录被列为国家一级保护动物 [6]。

3. 安吉小鲵的研究进展

3.1. 安吉小鲵分类地位及简介

安吉小鲵(Hynobius amjiensis)于1991年在安吉龙山海拔1300米的泥炭藓沼泽地首次发现而命名 [7]。其隶属于两栖纲(Amphibian)有尾目(Caudata)小鲵科(Hynobiidae)小鲵属(Hynobius)，是中国的特有种，同时也是浙江省有尾目小鲵科仅有的两科之一。

如图3所示，安吉小鲵的体型相对较大，成体的雌性安吉小鲵全长约为153~166 mm，头体长约有79.5~86.5 mm，成体的雄性安吉小鲵全长约有166 mm，头体长约为85 mm。其头部卵圆形而平扁，头长略大于头宽。躯干粗壮而略扁。尾基部近圆形，向后逐渐侧扁。安吉小鲵身体背部皮肤光滑，眼后至颈褶有一条纵肤沟。四肢较细长，前、后肢贴体相对时指、趾端重叠或互达掌、跖部。成体主要生活在沼泽地里泥炭藓下的腐殖质层中，以多种昆虫及蚯蚓等小动物为食 [8] [9]。

其当前的分布地区非常狭窄，仅在浙江安吉小鲵国家级自然保护区(原安吉龙王山自然保护区) [1]、浙江临安清凉峰国家级自然保护区 [10] 和安徽绩溪清凉峰国家级自然保护区 [11] 有详细报道。由于安吉小鲵种群稀少、成活率低且栖息地面积和质量均在持续减少和下降等原因，2004年安吉小鲵被《世界自然保护联盟》(IUCN)濒危物种红色名录ver3.1评估为极危(CR)等级 [12]，同时被《濒危野生动植物种国际贸易公约》(CTIES) (2019-11-26)附录III收录，目前已成为国家一级保护动物 [13]。

图3. 安吉小鲵成体(引自中国两栖类网站)

3.2. 安吉小鲵种群数量及分布的研究

1991年顾辉清等发现了安吉小鲵的第一个分布地，其位于安吉龙王山1300米左右的千亩田泥炭藓地，总面积只有19000立方米，仅分布在其中的一个低洼处和周围分布的9个水坑中 [7] [14] [15]。接下来七年连续的观察发现，其中，1992年种群数量最多，为372条，1995年种群数量最少，仅为164条，平均每年262条。

2002年4月傅萃长等人在浙江省临安市清凉峰国家级自然保护区发现了安吉小鲵的另一个种群，其位于海拔1600 m处的沼泽地内，面积仅有3380立方米 [16] [17]。2010年~2011年叶林俊等人 [18] 对该地的安吉小鲵种群进行研究调查过，共发现安吉小鲵成体12条，其中包含雄性个体3条，雌性个体9条，卵袋15对。在安吉小鲵栖息地的分布上，顾辉清 [14] 之前发现了9个水坑，但是随着时间的推移和环境的变化，由于腐殖质的沉淀等原因有些水坑已经变浅变小甚至消失，仅发现了6个水坑，且仅在4个水坑中发现卵胶囊。2011年到2013年间，郭瑞 [15] 等人在临安清凉峰国家级自然保护区共发现了8个水坑，连续三个产卵数分别为92、98、95对，平均每年产卵量95对。

2013年李永民等人安徽绩溪清凉峰国家级自然保护区发现了一个新的分布位点，其位于海拔1480 m处核心区的高山草甸中，共在六个水坑中发现16个卵带 [11]。以上是文献报道的安吉小鲵所有已知分布地。安吉小鲵种群数量的增多，为安吉小鲵进一步繁殖生态学、核型以及分子生物学等方面的研究提供的材料和基础。

3.3. 安吉小鲵生境特征研究

在威胁生物多样性的众多因素中，栖息地的丧失以及生境的破化是造成濒危物种种群濒临灭绝最主要的原因 [19]，了解安吉小鲵现有种群的生境特征以及生态因子对安吉小鲵的保护具有重要意义。安吉小鲵一般生活在富含泥炭藓腐殖质的沼泽地中，泥炭藓腐殖质厚底在1.5 m以上，疏松如海绵。沼泽地地势平缓伴有泥洼，周围环绕着很多蕨类植物、禾本科植物、灌木丛和少数黄山松等乔木 [14] [15]。生态类型属于水栖静水型。为了探究生境中具体的生态因子对安吉小鲵生存的影响，叶林俊和王明胜分别在安吉小鲵国家级自然保护区和安徽清凉峰国家级自然保护区先后对显著影响安吉小鲵的生态因子进行了研究，结果发现安吉小鲵更倾向于生活在鼓励小型水体 ≤ 50 m，地表湿度60.1%~80%，土壤湿度50%~60%，地表温度 ≤ 6℃人为干扰相对较少而饵料生物相对较多的生境，同时水体较深，水质更好的水坑更有利于安吉小鲵的产卵和发育 [18] [20]。

3.4. 安吉小鲵繁殖生物学研究

安吉小鲵非繁殖期营陆生生活，繁殖期的小鲵进入水中且幼体发育必须生活在水中 [20]。不同位点的安吉小鲵因其存在的气候差异繁殖期时间略微不同，大致为每年的11月下旬到次年的4月 [14] [21]。

安吉小鲵繁殖时，每个雌鲵产下的一对卵胶囊，粘在坑边的枯枝和水草上，有的隐藏于水坑边的水草之下，以躲避天敌的捕获和人类的干扰。卵胶囊白色透明，卵及状态显而易见，安吉小鲵的卵呈圆形，动物极黑色，植物极灰白色。卵袋直径3.3 ± 0.2厘米，长约28.7 ± 3.5厘米，卵径2.97 ± 0.21毫米 [21]。

据顾辉清等观察安吉小鲵每对卵胶囊含卵140~174粒，平均约有157粒。在正常的环境条件下，每对胶囊中未受精的卵仅有1-2粒，受精率在99%以上。产卵后，雌性先离开水坑，雄性在水中逗留时间较长，受精卵在卵袋中发育，直到发育成蝌蚪状的幼体，突破卵袋，生活在水中，一般需要3年才能性成熟。虽然安吉小鲵的受精率和孵化率非常的高，但是安吉小鲵孵化后同种相残现象严重，使得幼体的成活率不到1% [14]。针对同种相残的现象，傅萃长等人 [16] [17] 通过探究密度、饵料投放量、大小等级和大小组合对安吉小鲵幼体同种相残的影响，发现随着安吉小鲵体型大小差异的增加，同种相残的程度就会增加，体型较大的个体趋向于攻击体型小的个体；低饵料高密度的情况的下幼体之间同种相残的概率会明显增加；同时不同的大小组合对同种相残也有明显的影响，随着个体差异的增加，不同个体之间的竞争将会转换成同种相残的现象，因此安吉小鲵在分布密度低、大小差异不明显且饵料充足的生存环境下会减轻安吉小鲵幼体之间的同种相残。关于安吉小鲵生长繁殖的研究帮助我们针对安吉小鲵存在的同种相残等问题采取相应的保护策略以增加安吉小鲵的存活率，进而保护安吉小鲵。

3.5. 安吉小鲵人工繁育等保护策略的实施

自安吉小鲵在安吉龙王山自然保护区发现以来，保护区将安吉小鲵及其栖息地的保护列为保护区重点建设项目之一，先后进行了栖息地保护、湿地修复、人工繁育等工作。为了减少安吉小鲵同种相残现象的发生，2008起保护区开始进行人工繁育工作，通过不断调整和改进，最终选用仿生态人工环境繁育的方式进行人工培育。待安吉小鲵生长成能自主捕食的亚成体之后将其放归自然环境 [22]。2010年~2013年累计放归成体740条，经统计，经过人工繁育后放归的安吉小鲵存活率能提高30% [23]。2017安吉龙王山自然保护区从省级升格为国家级，并命名为浙江安吉小鲵国家级自然保护区，这也是浙江省目前唯一以动物命名的国家级自然保护区 [24]。

浙江临安清凉峰国家级自然保护区发现的小种群相对较晚，为了避免幼体之间同种相残的现象，2019年开始对安吉小鲵的繁殖进行人工干预来保护较晚破卵而出的个体，以提高种群的存活率进而增加种群数量。2020年七月完成了首次放归，共计成体100尾 [25]。

3.6. 安吉小鲵的核型研究

早在20世纪的时候，就有学者对小鲵属、小鲵科的核型进行了研究 [26] [27]。曾晓茂等对活体胚胎的研究发现，安吉小鲵和小鲵科的东北小鲵和极北鲵的核型存在着极大的相似之处，他们的染色体组成都是2n = 56，并且他们在染色体数量上没有差别，他们的28对染色体根据大小形状均可以分为大型染色体组、重型双臂染色体组、小型中着丝点染色体组和小型端着丝点染色体组四组，且绝大多数相应的染色体对类型一致。仅有一些由于着丝点类型和染色体对改变等导致臂间倒位式染色体重组差异 [26]。日本学者对日本、朝鲜、中国台湾等地的小鲵属物种进行了研究，并将其归纳为池塘型和高山溪流型两种生态型。前者大多是2n = 56的染色体组成，后者主要是2n = 58的染色体组成 [27]。而我国的安吉小鲵属于水栖静水型，所处的水环境是渗透性静水或缓水流 [15]，这和日本的池塘型物种相吻合。

3.7. 安吉小鲵分子生物学研究

分子生物学的发展使得生物学研究开始从形态学水平和细胞水平逐渐发展为分子水平，这使得我们可以从生物大分子的结构组成和功能上阐述科学问题。安吉小鲵的系统发育关系研究主要基于线粒体基因和核基因。2006年，Zhang等 [28] 基于15个亚洲小鲵的安吉小鲵线粒体基因组全序列进行分子系统发育分析显示，亚洲小鲵科物种的分歧时间约为62.5 Mya (Million years ago)。为避免利用线粒体DNA的高突变率的影响，2011年Zheng等 [29] 使用3个核基因对小鲵科分歧时间进行了评估，结果为36 Mya。2015年，Chen等 [30] 基于长为29,232 bp的29个核基因，对24个小鲵科的物种进行了系统发育分析，估算出小鲵科分化的时间大约为40 Mya。。

2016年代亚如 [31] 选用MHC (Major histocompatibility complex)基因、细胞色素b (Cytochrome b)、重组活化基因2 (Recombination activating gene)三种分子标记，对安吉小鲵的遗传多样性、遗传结构、系统发育关系、种群历史动态等进行研究发现，安吉小鲵曾发生过种群扩张，且各种群之间的分化程度非常高。同年，Yang等人 [32] 通过对来自三个种群的45个个体的线粒体细胞色素b基因的基因分型，检测到安吉小鲵种群具有较低的单倍型多样性(h = 0.524)和核苷酸多样性(π = 0.00532)，数据推断安吉小鲵系统发育的两个分支在1.262百万年前已经开始分化，同时历史动态分析中安吉小鲵的有效种群大小并没有类似于种群扩张和瓶颈效应等引起的巨大数量改变。

4. 展望

由于安吉小鲵种群数量少且规模小，生存压力大等原因引起了国内学者的关注，但是也正因其规模小，使其在理论研究上受到取样困难等方面的限制研究主要集中在种群数量 [14] [15] [16] [17] [18]、生境特征 [18] [19] [20]、繁殖生态学 [14] - [21] [24]、人工繁育 [22] [23] [24] [25]、核型 [26] [27] 以及基于线粒体和部分核基因的分子生物学研究 [28] [29] [30] [31] [32]。在分子遗传学和保护基因组学方面的研究甚少，缺少密集、精确的分子标记与高通量测序技术优势结合的研究，在保护管理计划的制定和实施中缺乏遗传学和基因组水平上的有力支撑。因此，在安吉小鲵的保护研究中借助高通量测序获取高密度的多态性位点进行种群遗传多样性研究显得更为可靠且尤为重要。

此外，尽管安吉小鲵保护区已经采取了一些相应的保护措施，其仍然与理论研究之间存在着一定程度的脱节。一方面，需要加强关于安吉小鲵现有种群的遗传现状研究。对安吉小鲵不同种群的遗传多样性及种群近交繁殖现状的了解，将有利于针对性的采取人工繁育以及人工引入等措施增加种群的遗传多样性；对安吉小鲵种群结构的掌握，以及选择下的种群结构，将有理由针对性的建立管理单元和适应性单元，对安吉小鲵种群进行不同区域的保护；对安吉小鲵基因流现状的了解，将会了解种群的基因交流现状以及针对性的建立生态走廊，以减少人为干扰等方面的影响，促进不同种群之间的基因交流；对安吉小鲵现有种群大小的研究将有利于了解安吉小鲵的进化历史，进而更好的实现对安吉小鲵的保护。另一方面，为了使理论研究更具有更高的应用性，保护区和学术研究者们之间应该进一步增加沟通和交流，进一步了解保护管理中遇到的问题，进而针对性的提供理论研究的支持。我相信，在保护区和广泛学者们的努力下，安吉小鲵的种群濒危现状将会进一步的改善并为其他小鲵科物种的研究提供一定的理论指导和支持。

文章引用

阚 霞. 国家一级保护动物安吉小鲵的研究进展
Research Progress of the First-Grade State Protection Animal Hynobius amjiensis[J]. 自然科学, 2021, 09(03): 332-339. https://doi.org/10.12677/OJNS.2021.93037

参考文献