「研究背景」
猬科（Erinaceidae）属劳亚食虫目，又名真盲缺目（Eulipotyphla）的一类哺乳动物，可分为刺猬亚科（Erinaceinae）和毛猬亚科（Galericinae）。刺猬亚科的物种为人们熟知的刺猬，它们的毛发特化为刺，广布世界各地，包含5属19种；毛猬亚科的物种身体被毛，目前只分布于东南亚和中国南部的热带和亚热带森林中，包含6属8种。
猬属模式种：西欧刺猬 Erinaceus europaeus
图源wikipidea
此前基于形态学和微卫星的数据对其系统发育关系分析的结果存在矛盾，例如，形态学分析认为毛猬属（Hylomys），新毛猬属（Neohylomys），和鼩猬属（Neotetracus）三个属应该属于同一个属，而分子系统发育分析表明三者之间有较深的分化。此外，目前的系统发育关系基于21个物种的测序数据，一些如新发现的高黎贡林猬（Mesechinus wangi），印度刺猬（Paraechinus microps），南印度刺猬（P. nudiventris）和西非刺猬（Atelerix sclateri）等物种没有任何的分子数据，因此它们的系统发育关系尚不明确。除此以外，对毛猬属内部多样性和分化的研究认为，这个属内的物种存在着被低估的可能。
高黎贡林猬 Mesechinus wangi
图片作者：何锴
注：种加词为纪念中国科学院昆明动物研究所兽类学家王应祥先生
海南新毛猬 Neohylomys hainanensis
图片来源：百度百科
注：由中国科学院动物研究所著名动物学家寿振黄与汪松于1959年命名
基于以上问题，我们与多国自然历史博物馆的研究人员合作，从标本中获取组织，进行了线粒体DNA提取、富集和测序，随后对线粒体进行了组装注释和比对，去污染序列后对其进行了系统发育树的构建和分化时间的分析，并结合NCBI中已有的线粒体基因组数据构建了整个猬科系统发育关系树。
主要发现
图1 基于线粒体基因组构建的最大似然树（a）和串联基因矩阵构建的最大似然树（b）。枝上的数字代表bootstrap支持率（<90的被标记，“/”左侧为最大简约法构建树的支持率，右侧为最大似然法构建树的支持率），”-”代表最大简约法不支持此结点或支持率低于50。（b）中同一物种的不同个体被折叠。
我们共测序了18个物种的线粒体基因组，结合NCBI中的线粒体基因数据，使用了共24个物种构建了迄今为止最为完善的猬科系统发育树（图1）。可以看出，使用线粒体基因组构建的树（a）和串联基因矩阵构建的系统发育树（b）的拓扑结构完全一致。毛猬亚科（Galericinae）中，毛猬属（Hylomys），新毛猬属（Neohylomys），和鼩猬属（Neotetracus）之间的遗传分化很深，新毛猬属和鼩猬属为姐妹属，仅分布于中南半岛北部的长耳毛猬（Otohylomys megalotis）在整个毛猬亚科的基部，与之前的分子研究结果一致。此外，大耳猬属（Hemiechinus）和林猬属（Mesechinus）为姐妹属，高黎贡林猬（M. wangi）被确认为林猬属的成员且与侯氏林猬（M. hughi）为姐妹种。分布于印度次大陆的印度荒漠猬（Paraechinus micropus）和南印度荒漠猬（ P. nudiventris）为姐妹种且与中亚分布的布氏猬（P. hypomelas）的进化关系最近。2023年才发表的新物种华东林猬（M. orientalis）与侯氏林猬和高黎贡林猬的进化关系最近。
图2 利用MCMCtree和4个校准点对线粒体基因组（MtG）数据进行贝叶斯分析得出的时序图。分支长度表示时间。节点柱表示进化枝年龄的95% CI。带有红色五边形的节点表示它的年龄是根据化石记录校准的，带有蓝色五边形的节点表示它的年龄是根据二次校准校准的。数字节点是估计的年龄中位数。
我们对猬科的分化时间进行了估算。结合2个化石校准点和2个二级校准点，发现毛猬亚科的分化追溯到3340万年前；毛猬属的继续分化发生在中新世末期至上新世末期（1300 ~ 300 万年前）。刺猬亚科的分化追溯到1500万年前，与之前的研究相一致。
图3 利用串联基因矩阵（CGM）数据集构建的Hylomys的最大似然树及其采样位置。树上的节点号表示ML分析中的bootstrap值（仅显示低于90的值）。左边的条形图表示使用PTP方法确定的假设物种，而右边的条形图表示考虑到以前的种和亚种划分的分类学假设。地图上的黑色圆点表示克拉地峡，白色圆点表示取样位置。
我们观测到了毛猬属内部较深的分化，并认为应当将整个毛猬属内的物种重新考虑物种评级。例如，侏儒毛猬（Hylomys parvus）被嵌入在广布于东南亚的小毛猬（H. suillus）内部形成并系，H. suillus/parvus复合种明显地分为两支，而这两支正好分布于中南半岛克拉地峡的北部和南部，合理推测为由于地理分布造成的区系分化。在PTP的结果中几乎将每一个个体视为假定的物种，虽然有过度分种的趋势，但结合系统演化树的结果，可以考虑将小毛猬（H. suillus）各亚种提升为种，这需要后续进行更多的采样鉴定。同样地，在中国鼩猬（Neotetracus sinensis），西非刺猬（Atelerix albiventris），北非荒漠猬（Paraechinus aethiopicus）和大耳猬（Hemiechinus auratus）也存在着多样性被低估的程度，可能存在多个隐存种，仍需后续在形态和全基因组数据的详细鉴定。
论文信息
近日，该研究成果以“Museum specimens shedding light on the evolutionary history and cryptic diversity of the hedgehog family Erinaceidae”为题发表于国际动物学杂志Integrative Zoology上，AEE2024届硕士毕业生曾莹、何锴教授和以色列特拉维夫大学陈兴为共同第一作者，中山大学生态学院刘阳教授和广州大学何锴教授为共同通讯作者，。该研究得到了国家自然科学基金的支持。
作者信息
曾莹
AEE2024届硕士毕业生，现为爱丁堡大学博士生
研究方向：物种形成的分子机制。
编辑：吴越
审核：吴越、潘达
