93-100%之間(圖 2-8、2-9、2-10)。這二個種類再加上南湖山椒魚(H.
glacialis)及台灣山椒魚(H. formosanus)亦形成單系群,但是由於支持
度值不高,南湖山椒魚及台灣山椒魚在群內的相互關係不是很確定。所有台灣的種類亦形成一單系群,觀霧山椒魚是所有其他台灣的山椒 魚的姐妹類群(sister taxon)。
本研究中所使用的小鯢屬種類皆形成一單系群,其支持度值在 不同方法分別為 NJ bootstrap 為 88%(圖 2-8)、MP bootstrap 為 86%(圖
2-9)及 Bayesian (圖 2-11)事後機率為 1.0 皆屬於高支持度,然而 ML bootstrap (圖 2-10)為 57%則略為偏低。各種分析法所得到的樹型圖都 顯 示 日 本 的 霞 山 椒 魚 (H. nebulosus) 為 亞 洲 大 陸 ( 安 吉 小 鯢 (H.
amjiensis)、中國小鯢(H. chinensis)及東北小鯢(H. leechii))與台灣系群
的姐妹群。然而亞洲大陸種類的單系群關係在不同的分析方法中是不 一致的。在 MP tree 及 Bayesian tree 中不形成單系群,而 NJ tree 及 ML tree 將併成一群,前者 bootstrap 值為 73%,後者為 39%。在 MP tree 是東北小鯢與安吉小鯢+中國小鯢的關係無法解析,安吉小鯢+中國小 鯢 node 的 bootstrap 值為 57%。Bayesian tree 則顯示東北小鯢為台灣 種類的姐妹群。這幾個種類不一致的系群關係呈現在 node 的 bootstrap 及事後機率值偏低的現象。台灣各個種類的姐妹群(sister group)方面,在 NJ tree (圖 2-8)中 為三個亞洲大陸的種類。MP tree (圖 2-9)則呈現不確定的狀態。ML tree (圖 2-10)中亦為三個亞洲大陸的種類。Bayesian tree(圖 2-11)則是 東北小鯢(H. leechii)。
遺傳多樣性(Genetic Diversity)
台灣種類內及種間的 uncorrected p-distance 矩陣見表 2-3。分析 後所得到的主要分枝(clades)表現出不同高低的分枝內歧異程度,平均
表 2-3、台灣產山椒魚種類的 cyt-b 基因的 uncorrected p distance 的數據範圍(平均 值),對角線下方為種間數值及位於對角線上為種內數值。
阿里山山椒魚 台灣山椒魚 觀霧山椒魚 南湖山椒魚 楚南氏山椒魚
阿里山山椒魚 0.001-0.014 (0.005) 台灣山椒魚 0.066-0.077
(0.056)
0.001-0.037 (0.023) 觀霧山椒魚 0.099-0.106
(0.094)
0.103-0.111 (0.090)
0.001-0.023 (0.012) 南湖山椒魚 0.052-0.057
(0.053) 楚南氏山椒魚 0.031-0.040
(0.032)
分歧時間估算(Divergence time estimates)
以 Bayesian tree 中所得到的 clade 為基礎,計算了以下幾群基因 型的最近共祖時間(TMRCA):包括(a)5 個物種個別的 clade、(2)阿里 山山椒魚+楚南氏山椒魚[表 2-4 中 A+S]、(3)阿里山山椒魚+楚南氏山 椒魚+南湖山椒魚[表 2-4 中 A+S+G]、(4)阿里山山椒魚+楚南氏山椒 魚+南湖山椒魚+台灣山椒魚[表 2-4 中 A+S+G+F]、(5)台灣 clade 種類。
估算的結果列於表 2-4。最近共祖時間在阿里山山椒魚(H. arisanensis)
表 2-4、台灣產山椒魚主要 clade 的分歧時間估算表。估算的方法為 Bayesian coalescent approach。表中列出的每個 clade 估算的最近共祖時間的平均 值及 95%信賴區間。
系群(Lineage) 平均值(萬年前) 95%信賴區間
阿里山山椒魚(H. arisanensis) 54.8 25.5~88.7
楚南氏山椒魚(H. sonani) 22.7 8.3~43.8
南湖山椒魚(H. glacialis) 5.1 0.0~1.1
台灣山椒魚(H. formosanus) 173.3 106.2~248.7
觀霧山椒魚(H. fuca) 92.9 46.3~144.1
A+S* 151.6 94.8~213.3
A+S+G* 284.3 197.7~377.7
A+S+G+F* 356.3 257.4~457.5
台灣 638.0 457.1~825.8
*系群詳內文
為 54.8 萬年前、楚南氏山椒魚(H. sonani)在 22.7 萬年前、南湖山椒魚 (H. glacialis)在 5.1 萬年前、台灣山椒魚(H. formosanus)為 173.3 萬年 前、觀霧山椒魚(H. fuca)則為 92.9 萬年前,台灣 clade 的分歧時間在 距今 63.8 萬年前。
形態分析 Morphological Analyses
形態測量值及牙齒數目見表 2-5。種類間在大部分形值的範圍上 是重疊的。我的分析結果也顯示大部分的形態測量值在種類間並沒有 顯著的變方異質性(附錄二),但是種類間在各形值上幾乎都呈現顯著 差異。one-way ANOVA 分析結果,雄性在 SVL, TL, HL, HW, ES, IND, BW, AG, FOL, HIL, VT, UT, LT, COS 及 CBL 有顯著種間差異,而雌性 則是 SVL, TL, HL, HW, ES, IOD, IND, AG, FOL, HIL, VT, UT, LT,
表 2-5、台灣的山椒魚屬種類成體的形值及齒數變異的比較。平均值±標準誤(上)及範圍(下);所有測量值的單位為 mm,肋間溝 肋間溝數(COS) 12 (11-13) 12 (11-13) 11 (11-12) 12 (11-12) 12 (11-12) 11 (11-12) 13 (12-13) 12 (12-13) 12 (12-13) 12 (12-13) 趾距肋溝數(CBL) 0 (-1-1) 0 (-2-2) 1 (0-2) 1 (1) 2 (1-2) 2 (1-2) 0 (0-1) 0 (-1-2) 0 (-2-1) 1 (-1-1)
COS 及 CBL(附錄二)。大部分特徵都有性別間差異的現象,然而當考 量 SVL 所造成的差異時,阿里山山椒魚具有雌雄二型性的形值為 IOD、
FOL、HIL 及 LT;楚南氏山椒魚為 HL、IND 及 BW;台灣山椒魚在 TL;而南湖山椒魚為 IND。因為樣本較少,觀霧山椒魚沒有特徵呈 現雌雄二型性的現象(附錄三)。
雄性個體的典型判別分析(Canonical discriminant analysis)指出 SVL、FOL 及 COS 為在第一典型軸(canonical axis, Can 1)上造成最大 差異的形值(表 2-6),在總分布中佔了 59.6%的比例(F = 5.50, p <
0.0001)。第二典型軸(Can 2)則佔了 21.4%,而 ES 及 FOL 提供種類間
表 2-6、台灣產山椒魚雄性及雌性成體的典型判別分析的典型變數係數表。
雄性 雌性
形值 Can 1 Can 2 Can 1 Can 2
吻肛長(SVL) -1.006 0.649 -0.501 -1.006
尾長(TL) 0.363 -0.662 0.170 -0.764
頭長(HL) -0.422 -0.276 -0.638 0.338
頭寬(HW) -0.153 -0.407 -0.517 0.808
眼吻距(ES) 0.585 0.904 1.121 0.871
眼間距(IOD) -0.314 -0.114 -0.652 0.357
鼻間距(IND) -0.056 0.659 0.729 0.557
體寬(BW) 0.095 0.312 0.105 0.052
軀幹長(AG) 0.070 0.326 -0.323 0.291
前肢長(FOL) 0.823 -0.834 0.846 -0.667
後肢長(HIL) 0.619 -0.666 0.676 -0.298
鋤骨齒數(VT) -0.133 0.162 -0.249 0.056
上頜齒數(UT) 0.129 0.018 -0.090 0.461
下頜齒數(LT) 0.287 0.279 0.779 -0.062
肋間溝數(COS) 0.766 0.264 0.106 -0.175
趾距肋溝數(CBL) -0.271 -0.183 -0.127 0.081
圖 2-12、台灣產山椒魚由形值數據進行典型判別分析得到的個體在二個典型軸上
值,而阿里山山椒魚、楚南氏山椒魚及南湖山椒魚則在第二典型軸才 分 開 。 為 了 分 類 分 析 所 產 生 的 線 性 判 別 函 數 (Linear discriminant functions)皆顯示 SVL、FOL、COS 及 ES 為辨別台灣五種山椒魚雄性 個體最重要的形值;雌性則是 ES、FOL、LT 及 IND。SVL 對分辨阿 里山山椒魚、楚南氏山椒魚及南湖山椒魚是要的。檢視分組成員的事 後 機 率 顯 示 此 函 數 成 功 的 辨 別 這 五 個 種 類 , 錯 分 比 (Percent of misclassified)在雄性為 8.9%,雌性為11.5%。
討論
粒腺體 cyt-b 序列的親緣關係分析顯示台灣的山椒魚有 5 個明顯 的分枝(clades),這幾個分枝都有很高的統計支持度。這些分枝是否可 以視為不同的種呢?依據演化種觀點(Evolutionary Species Concept (ESC)) (Frost & Hillis, 1990),物種是在獨立的演化路徑上,採用這個 觀點,這五個分枝我認為很明顯是獨立的種。
其他的輔助證據方面,生物種觀點(Biological Species Concept (BSC))強調不同種之間沒有基因交流的現象,因此當不同物種共域分 布時,應該不會有基因交流。沒有基因交流的證據來自於共域時卻存 在很高的遺傳差異。這個狀況可以在合歡山附近見到,在合歡山(族 群 10)至畢祿山(族群 9)之間楚南氏山椒魚及台灣山椒魚是共域分布
的,但是二種間的差異包括了形態上的後肢趾數(前者為 5 後者為 4) 及體色型(表 2-1)與 DNA 資料(p distance = 6.4 –7.5%,表 2-3)。台灣 山椒魚與南湖山椒魚為鄰域分布(parapatric),在南湖山區較低海拔為 台灣山椒魚,較高海拔則是南湖山椒魚。二種間的遺傳差異也是非常 明顯的(p distance = 5.9 –6.5%, 表 2-3)。因此從這些輔助證據楚南氏 山椒魚(H. sonani)、台灣山椒魚(H. formosanus)及南湖山椒魚(H.