DNA條形碼技術明確了里海盆地中非本土鰕虎魚屬（Rhinogobius，屬于鰕虎魚目Oxudercidae科）的物種身份及其入侵途徑，并揭示了該物種在其原分布范圍內的隱秘多樣性
《Regional Studies in Marine Science》：DNA barcoding resolves the identity and invasion pathway of the non-indigenous goby genus
Rhinogobius (Gobiiformes: Oxudercidae) in the Caspian Sea basin, and reveals cryptic diversity within the native range
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本研究的分子證據確認中亞咸海區入侵的Rhinogobius種群為單一物種R. lindbergi，揭示其起源于日本并通過人工水道擴散，同時發現該屬在歐亞大陸存在22-30個隱秘物種，系統發育和物種界定方法顯示近期物種分化。
阿扎德·泰莫里（Azad Teimori）|哈米德·雷扎·埃斯梅埃利（Hamid Reza Esmaeili）|凱萬·阿巴希（Keyvan Abbasi）|費雷什泰·普爾霍塞尼（Fereshteh Pourhosseini）|米娜·莫塔馬迪（Mina Motamedi）|納米克·穆斯塔法耶夫（Namiq Mustafayev）|鮑里斯·A·萊文（Boris A. Levin）
伊朗克爾曼省沙希德·巴霍納爾大學（Shahid Bahonar University of Kerman）理學院生物系
摘要
Rhinogobius 是隸屬于 Oxudercidae 科的主要生活在淡水中的鰕虎魚屬，原產于東亞的熱帶和溫帶地區。由于隱秘的物種多樣性和人為引入，該屬面臨顯著的進化挑戰。本研究采用線粒體 COI 條形碼技術、系統發育分析以及多種物種界定方法（ABGD、ASAP、bPTP、GMYC），以確定里海地區非本地 Rhinogobius 種群的身份，并評估該屬在整個歐亞大陸的多樣性。我們的分子證據表明，Rhinogobius lindbergi 是里海和咸海流域（包括伊朗、阿塞拜疆、格魯吉亞和烏茲別克斯坦）中的單一入侵物種，糾正了之前將其誤鑒定為 R. similis 或 R. cheni 的錯誤。系統發育和單倍型網絡分析顯示，里海流域的 R. lindbergi 與日本大陸的 R. nagoyae 是姐妹群，表明它們擁有共同的近期祖先，從而確定了日本是此次入侵的起源地。卡拉庫姆運河（Kara-Kum Canal）是最可能的入侵途徑，隨后發生了快速的二次擴散。除了入侵現象外，我們的分析還揭示了其原產地范圍內廣泛的隱秘物種多樣性。此外，物種界定分析發現了22到30個潛在物種，其中最敏感的基于樹的方法（GMYC、bPTP）支持30個不同的譜系——這一數量遠超當前基于形態學的分類結果，突顯了隱秘物種形成的普遍性。從保守方法到敏感方法（22 → 27 → 30）的物種數量持續增加，反映了近期物種分化的連續過程。本研究不僅澄清了里海地區的生物入侵問題，還為歐亞大陸的 Rhinogobius 屬提供了修訂后的分類框架，強調了水產養殖引入的風險以及綜合管理這一隱秘物種復合體的緊迫性。
引言
Rhinogobius（Gill, 1859，鰕虎魚目：Oxudercidae：Gobionellinae）主要生活在淡水環境中，是一個分類上非常復雜的鰕虎魚群體，在東亞和東南亞地區經歷了廣泛的多樣化（Chen et al., 2022; Tuncharoen et al., 2025）。這些體型較小的魚類表現出顯著的生態適應性，能夠棲息在從山區溪流到半咸水河口的多種環境中（Suzuki et al., 2022）。然而，它們保守的形態特征、頻繁的共存分布以及雜交傾向（Yamasaki et al., 2015, Ju et al., 2025）導致了長期的分類混亂（Wang, 2001）。
最近的分子研究表明，該屬存在廣泛的隱秘物種多樣性，發現了許多未被描述的物種復合體（例如 Chen and Miller, 2013; Xia et al., 2018），而一些形態上不同的形式可能只是種內變異。
這些挑戰體現在諸如日本種群中普遍存在的雜交現象（Suzuki et al., 2016），以及在泰國和中國發現的基因上不同的譜系（Chen et al., 2022），這些譜系之前被歸為同一物種。最近描述的 R. sudoccidentalis、R. lithopolychroma（Li et al., 2024）和 R. jangshiensis（Chen et al., 2024）進一步凸顯了這些復雜性，因為這些適應溪流的物種盡管與已知同類關系密切，但仍具有獨特的遺傳和形態特征。
一個特別棘手的案例是龐托-里海盆地（Ponto-Caspian basin）中引入的 Rhinogobius 種群。在伊朗（Coad and Abdoli, 1993, Coad and Abdoli, 2000, Zarei et al., 2021, Sayyadzadeh and Esmaeili, 2024）、土庫曼斯坦（Aliev et al., 1988）和高加索地區（Epitashvili et al., 2020）建立的種群一直存在分類爭議。這一譜系曾被多次鑒定為 R. similis、R. cheni，目前被認定為 R. lindbergi（Vasil’eva and Kuga, 2008, Sadeghi et al., 2018），這反映了該屬的分類挑戰以及對此入侵事件缺乏共識。
龐托-里海種群的原產地、入侵歷史及其與亞洲同類的遺傳關系仍不清楚，這成為理解 Rhinogobius 的生物地理學和該地區水生入侵現象的關鍵知識空白。本研究通過結合線粒體 DNA 條形碼技術和對入侵及原產地譜系的全面系統發育分析來解決這些不確定性。我們的目標是：（1）明確里海和咸海流域種群的分類地位；（2）估計該屬的物種邊界；（3）重建入侵的起源和擴散路徑。通過這些工作，我們旨在確定入侵性 Rhinogobius 的身份和歷史，并提供該屬在整個歐亞大陸的物種多樣性和生物地理模式的更全面評估。
樣本采集
樣本采集
本研究從里海和咸海流域的各種生境中收集了淡水鰕虎魚標本，包括相關水體和河流流域的淺水和深水區域，使用了框架網、海灘圍網、潛水以及電捕魚設備等工具（圖 1，表 1）。收集的標本用 96% 的乙醇固定。對于分子遺傳學研究，我們分析了來自伊朗戈勒斯坦省拉米安（Ramian）拉米安泉（Ramian Spring）的三個乙醇保存的標本。
系統發育分析
對 Rhinogobius 種類的最大似然（ML）系統發育分析揭示了七個得到充分支持的支系（bootstrap ≥90%），其中一些進一步被定義為亞支系（圖 2）。系統發育樹顯示這些支系之間存在顯著的遺傳差異。外群 Tridentiger kuroiwae 形成了一個早期分離的支系，證實了該屬的單系性。
支系 I（圖 2 中的 Cl. I）包含兩個菲律賓 Rhinogobius 物種，即四個 R. tandikan 的序列（LC648297–LC648300）。
討論
本研究提供了一個全面的分子系統發育框架，明確了里海盆地 Rhinogobius 屬的分類身份、生物地理起源和入侵歷史，同時揭示了其整個歐亞原產地范圍內的廣泛隱秘物種多樣性。我們的分析確認，里海、咸海和底格里斯河流域的入侵種群構成了一個單一物種 Rhinogobius lindbergi，在遺傳上與日本的 R. nagoyae 最為接近。
結論
本研究提供了一個全面的分子系統發育框架，顯著推進了我們對淡水鰕虎魚屬 Rhinogobius 的分類地位、進化歷史和入侵動態的理解，特別關注了里海盆地。我們的分析確認，入侵里海、咸海和底格里斯河流域的種群屬于單一物種 Rhinogobius lindbergi，從而糾正了之前的分類錯誤。
資助
本研究得到了伊朗國家科學基金會（INSF，項目編號：4023509）和俄羅斯科學基金會（項目編號：24–44–20019 “里海盆地的魚類：遺傳多樣性、進化和生物地理學”）的支持。
CRediT 作者貢獻聲明
哈米德·雷扎·埃斯梅埃利（Hamid Reza Esmaeili）： 寫作——審稿與編輯、資源準備、數據管理。
凱萬·阿巴希（Keyvan Abbasi）： 寫作——審稿與編輯、資源準備、數據管理。
費雷什泰·普爾霍塞尼（Fereshteh Pourhosseini）： 調查、數據分析、數據管理。
米娜·莫塔馬迪（Mina Motamedi）： 寫作——審稿與編輯、方法論、數據分析、數據管理。
阿扎德·泰莫里（Azad Teimori）： 寫作——審稿與編輯、初稿撰寫、數據可視化、項目監督、軟件使用、項目管理、方法論、資金獲取、數據分析。
利益沖突聲明
作者聲明他們沒有已知的財務利益或個人關系可能影響本文的研究結果。
致謝
我們感謝克爾曼省沙希德·巴霍納爾大學和設拉子大學（Shiraz University）對里海南部海域魚類采樣工作的支持。同時，我們也感謝 F. Fuladian、M. Pasalari、A. Motlaghnejad、A. Zahedi 和 A.V. Teimori 在野外工作中的協助。
