目前关于蜜蜂的消息不胜枚举,其由于气候变化、杀虫剂使用和栖息地丧失等因素导致数量下降。然而,并非全都是坏消息;最近发表于BMC Genetics中的一篇文章描述了令人极为振奋的发现,即发现一个全新的非洲蜂亚组只存在于西南印度洋(SWOI)岛屿上。第一作者Maéva Techer向我们介绍了更多她的相关工作。
单色意大利蜂工蜂在留尼旺岛本土披针叶金丝桃(Hypericum lanceolatum)上觅食© M. TECHER
西方蜜蜂意大利蜂(Apis mellifera)可能是最出名的传粉者之一,并在陆地生态系统中发挥着关键作用。人类已有9000多年的养蜂历史,但野生种群仍然存在。随着蜜蜂养殖变得更加全球化,蜜蜂被带出原生地,目前几乎遍布世界各地。它们广泛的地域分布表明,蜜蜂具有适应迥然不同新环境的能力。
最初,意大利蜂仅分布于欧洲、非洲、中东和亚洲部分地区。西方蜜蜂的确切起源地仍难以确定,但在过去几十年里,已经明确了五个主要进化群体。进化复杂性并不止于此,因为蜜蜂已进化出不少于31种已识别的易于杂交的亚种。迄今为止最著名的例子是非洲化蜜蜂,其为相异的非洲和欧洲谱系之间混合的结果。
在留尼旺岛上养蜂场中的蜂房示例© M. TECHER
鉴于蜜蜂的存在与人类活动密切相关,确定某些地区蜜蜂的存在可能更加困难。这种困难对于初期的隔离岛系统而言更甚,其中人类到达之前的自然历史往往无从知晓或无法穷尽。这种情况的一个例证就是来自西南印度洋岛屿(SWIO)的蜜蜂种群。
在这一区域中,马达加斯加岛和三个群岛构成了具有高比例地方性物种的生物多样性主要热点之一。1804年,Pierre André Latreille描述了马达加斯加岛特有的一种蜜蜂亚种单色意大利蜂(Apis mellifera unicolor)。关于蜜蜂是否在人类到达之前就存在于马斯克林群岛、塞舌尔群岛和科摩罗群岛存在争议。
由于报道了在马斯克林群岛和塞舌尔群岛出现蜜蜂输入,因此对单色意大利蜂状况的担忧加深。事实上,蜜蜂养殖的影响先前在罗德里格斯岛(马斯克林群岛的远东岛屿)已得到证明,因为遗传研究曾表明了欧洲卡尔诺利安和意大利蜜蜂的排他性存在。然而,这种情况是例外,因为塞舌尔群岛的蜜蜂是非洲的,并且与来自马达加斯加岛的单色意大利蜂在遗传上相关。
单色意大利蜂工蜂© A. FRANCK – CIRAD
鉴于这样的对比模式,预测哪些谱系或亚种存在于SWIO岛屿其他地方似乎相当复杂。在我们最新的线粒体研究中,部分揭示了来自马斯克斯群岛和科摩罗群岛的蜜蜂的祖系遗传特征。利用在非洲地区针对蜜蜂进行的其中一项最大的抽样工作,我们使用两种标志物帮助回溯了母系祖先。将所观察到的遗传多样性与如马达加斯加岛和19个大陆国家等潜在来源种群进行比较。
有趣的是,结果表明,在11个目标地(除罗德里格斯岛之外)的10个岛屿中SWIO蜜蜂大都携带单色意大利蜂序列。来自这些群岛的蜜蜂不仅与马达加斯加岛蜜蜂更加密切相关,而且还与它们形成了新型的非洲线粒体群体。尽管存在海洋障碍,这些蜜蜂到达这些隔离岛屿的一种方法可能是借助人类输入活动。
利用西南印度洋群岛中的COI-COII区域和分布揭示的意大利蜂原生范围内的进化谱系过渡。详细内容,请参阅文章。
Techer等人2017年
在每个SWIO岛屿中发现的全新独有单色意大利蜂衍生序列提示了另一种假设。这一发现更有可能指示移居后在各岛屿之间的长期独立进化。起源于马达加斯加岛的物种能够跨越海洋障碍并在岛屿附近定居并不罕见。岛屿之间的距离可能会随着海平面波动和/或飓风而缩小。正如科摩罗群岛多样性所表明的那样,蜜蜂可能已经渐进地移居到各大岛屿,在从一个相邻的岛屿转移到下一个岛屿之前,先从最近的岛屿转移到大陆。
所有这些要素都支持蜜蜂可能是SWIO群岛本土物种的理论。不止如此,还在马斯克林群岛以不同的频次反演欧洲谱系,从而揭示人类的影响。多亏了输入限制,来自这些岛屿的蜜蜂至今仍能够免受诸如狄氏瓦螨(Varroa destructor)等主要全球性害虫的入侵。SWIO岛屿上蜜蜂的多样性构成了值得特别关注的独特遗产。