文摘

浅水zooxanthellate zoanthids通用组件的加勒比海的珊瑚礁生态系统。尽管如此,他们的物种多样性仍然知之甚少。在这项研究中,收集Palythoa、Zoanthus Isaurus,Terrazoanthus标本来自佛罗里达海域的系统检查获得更好的理解zoanthid物种多样性在加勒比海。令人惊奇的是,结果分析利用三个DNA标记(线粒体16 s核糖体DNA,细胞色素氧化酶亚基,我和核糖体DNA的内部转录间隔区)显示至少11个物种的存在,其中4出现未定。另外,属的存在Terrazoanthus在加勒比海第一次被证实。尝试匹配系统物种或演化支原始文献被模糊的原始描述和短,阻碍,很明显,大西洋Palythoa和Zoanthus物种的深入和多学科调查需要调和等最新的系统发育结果与传统分类法在这项研究。此外,大多数浅水zoanthid物种从佛罗里达密切观察,姊妹物种与先前研究物种在太平洋的关系。这些结果表明,许多brachycnemic zoanthid物种可能有Caribbean-Pacific分布到巴拿马地峡的形成。然而,由于无意重新描述,总体物种多样性在这两个常见的属文学可能远低于表明。

1。介绍

佛罗里达珊瑚礁生态系统是唯一大面积的浅水珊瑚礁在美国大陆,和这样的主题研究调查他们的生态1)、生物多样性和最近的历史2]。尽管如此,该地区经历了快速降解的活珊瑚覆盖由于珊瑚白化3)和疾病(4)等压力,相应的活珊瑚覆盖(巨额亏损5,6]。

最常见的一种组生物礁的佛罗里达和加勒比海是zoanthids就越大。事实上,一些zoanthids(珊瑚虫的:六射珊瑚)是如此的常见,浅潮间带的一部分被称为“Zoanthus区”(7]。像许多造礁珊瑚,最浅的热带和亚热带zoanthids是共生的Symbiodinium(=黄藻)物种共生、光合甲藻。尽管是一个明显的和无处不在的加勒比海珊瑚礁生态系统的一部分,全世界zoanthids的分类和多样性是知之甚少,甚至物种识别仍然是有问题的(8- - - - - -10]。然而,最近的研究利用不同的线粒体和核DNA标记允许研究人员开始重新评估zoanthid物种鉴定(9,10]。在这项研究中,我们应用这些分子的方法来研究浅水zoanthids在佛罗里达州的多样性。物种系统发育或物种组与原始物种描述为了正式确定标本。我们的结果(1)证明分子的效用在zoanthid识别方法,(2)表明,从没被zoanthid多样性可能是常见的加勒比海尽管整体多样性可能低于分类文学,和(3)突出的相当大的分类问题浅水brachycnemic zoanthids在加勒比海。

2。材料和方法

2.1。样本采集

本研究主要关注从亚目zoanthids Brachycnemina,由家庭Sphenopidae, Zoanthidae, Neozoanthidae,我们没有收集标本Parazoanthidae或Epizoanthidae(亚目Macrocnemina)。然而,Hydrozoanthidae标本(Macrocnemina),特别是nonepizoic物种(类似Terrazoanthussp),收集。集体所有标本收集的浮潜,我们称这些标本为“浅水zoanthids”在这个研究。

佛罗里达的标本( = 2 0 )收集2009年12月至2010年1月通过潜水或浮潜(见表1收集详细信息)。两个额外的标本收集从水族馆贸易(表1)。收集标本,放置在标签,可密封的塑料杯,随后拍摄体外一旦适应了一个水产养殖设施在迈阿密(图1)。保存进行使用分析成绩99%乙醇。

表1
Zoanthid标本来自佛罗里达的检查在这项研究中,他们收集细节,加入基因库号码和身份。
(一)
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(b)
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(c)
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(左)
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图1
Zoanthid标本来自佛罗里达的检查在这项研究。(一)Palythoa等于off。摘要1558;(b)Palythoa茅标本1559;(c)Zoanthus sociatus标本1579年和1574年(d)标本;(e)Zoanthus著名。pulchellus标本1575和1578 (f)标本;(g)Zoanthus pulchellus标本1572 (h)标本1576,(i)标本1577;(j)Zoanthus solanderi标本1571;(k)Isaurus tuberculatus标本1580;(左)Terrazoanthus1581年sp.标本。收集细节参考表1。
2.2。DNA提取、PCR反应和DNA测序

基因组DNA提取的部分标本按照胍提取协议中描述(11]。使用模板基因组DNA进行PCR扩增使用HotStarTaq DNA聚合酶(试剂盒)根据制造商的指示。一个大约900个碱基对线粒体16 s核糖体DNA的片段(太16 s rDNA)放大使用底漆集16 SbmoH [10)和16个sant0a (11]。一个大约460个碱基对的部分细胞色素氧化酶亚基1 (COI,包括常见的“条形码”区域放大与通用引物)是放大使用zoanthid-specific底漆COIZoanF [11)和通用反向引物HCO2198。核内部转录间隔区区域(ITS-rDNA,包括1、5.8 s rDNA, 2;约600 - 650个碱基对)是放大使用底漆Zoan-F和Zoan-R [12,13]。放大条件后(10- - - - - -14),分别为每个DNA标记。

放大产品可视化1.0%琼脂糖凝胶电泳,和积极的PCR产品核酸外切酶处理我和虾碱性磷酸酶(豆类)测序反应之前。直接测序中每个标记的两个方向是由MacroGen日本(东京)。

2.3。系统发育分析

这一研究获得的新序列沉积在基因库(加入数字JX119120-JX119168)。所有三个DNA标记序列与公开可用的序列Palythoa(家庭Sphenopidae),Zoanthus Acrozoanthus,和Isaurus(Zoanthidae),Hydrozoanthus和Terrazoanthus(Hydrozoanthidae),序列从Parazoanthidae利用外围集团太16 s rDNA和COI的单系统这两个家庭和他们的姐妹群关系证明,已经10]。zoanthid序列的身份在基因库普遍认为是准确的,虽然从一些旁白太平洋物种的序列,序列不从topotypic标本。硬币,两个阵营,一个较短的对齐与更多的类群(COI短),和一个更长的对齐以更少的分类单元(“COI长”),尽可能多的公开可用的COI序列较短的(例如,< 350 b.p。)比COI序列获得在这个研究。因此,“短”对齐有更多不同的类群,而“长”对齐类群少但时间序列。ITS-rDNA对齐,Hydrozoanthus(但不Terrazoanthus)序列利用外围集团。太16 s rDNA对齐,从[基本对齐11)是用于指导序列对齐,而对于ITS-rDNA,排列方式排列的引导下,从12]Palythoa和从13]Zoanthus,额外的二级结构信息(15)利用。

所有校准检查了眼睛,模糊的网站(例如,只有网站双或模棱两可的山峰, = 0 1 /对齐)的排列方式从数据中删除之前系统发育分析。四个校准数据集生成:(1)603个站点的46个序列(太16 s rDNA),(2) 461年28日序列的网站(“COI长”),(3)35 280个站点序列(COI短),和(4)1013网站的32个序列(ITS-rDNA)。对齐的数据集可从相应的作者。

系统发育分析的数据集,相同的方法是独立应用。比对受到分析与最大似然(ML) PhyML [16)和neighbour-joining (NJ)方法。PhyML执行使用一个输入树生成通过BIONJ一般倒流模型(17核苷酸的替换将离散伽马分布(8类)(GTR +)。模型的离散伽玛分布和基本频率估计的数据集。PhyML引导树(1000)复制了使用相同的参数作为个人毫升树。距离计算模型(使用木村的出现18]。支持NJ分支被引导测试分析(19)1000年的复制。CLC免费工作台3.0(丹麦奥尔胡斯)用于NJ系统发育分析(1000复制)。

2.4。标本鉴定

标本被确定使用分子相结合,从先前的文学形态,生态数据。对形态、菌落形态、息肉大小和结构,与原始描述和比较。对于生态数据,标本的栖息地和深度考虑。获得的DNA序列相比,本研究对先前获得的序列在基因库。当形态与描述物种标本不太合身的日期,然后我们确定物种或物种群体利用”著名。”或“cf。相应”。所有相关的先前zoanthid分类文献咨询(7,20.- - - - - -71年]。

3所示。结果

3.1。线粒体16 s核糖体DNA

太16 s rDNA序列从标本在这项研究中被放置在三大演化支,对应于家庭Sphenopidae Zoanthidae, Hydrozoanthidae(图2(一个))。这些大型家庭层次演化支普遍支持在系统发育分析(例如,毫升= 89%,98%,80%,职责)。

(一)
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(b)
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(c)
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(d)
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图2
最大似然树线粒体16 s核糖体DNA序列(a), (b)“长”排列的线粒体细胞色素氧化酶亚基(COI), (c)“空头”COI的对齐,和(d)内部核糖体DNA的转录间隔区(ITS-rDNA)序列。小说从样本序列在这项研究中以粗体表示。序列/物种名称从先前的研究与物种常规字体名称、位置和基因库加入数字。值在分支代表最大似然(ML)和neighbor-joining (NJ)引导概率,分别。大西洋和太平洋姊妹物种组是由黑色虚线,表示组织的决议在系统发育树中被灰色虚线弱。标本信息见下表1。

序列从八个标本在Sphenopidae进化枝。序列从1558年开始,1566和1567是一样的,是最密切相关的Palythoa heliodiscus(66年从日本AB219224)序列。这四个序列在一起形成了一个支持subclade(毫升= 98%,NJ = 98%)。另外两个序列(1559、1561),尽管彼此相同,没有与任何先前报道Palythoa序列和其他处于悬而未决的基底Palythoa。其余大subclade,适度支持(毫升= 84%,NJ = 75%),包含剩余的Palythoa序列。序列从1562年和1563年都是相同的,和两个序列Palythoasp。“sakurajimensis”美国标准雷蒙et al。12](DQ997842 DQ997863)在一个未解决的位置。序列从标本1560年是相同的Palythoa mutuki哈登和沙克尔顿1891年从日本(AB219225) ( 米 l = 7 3 % , N J = 9 1 % )。

在Zoanthidae进化枝,序列从标本1580是相同的Isaurus tuberculatus从日本1828年灰色序列(EF452253)和佛得角(HM130475),和这三个序列形成了一个支持Isaurus进化枝( 米 l = 9 9 % , N J = 9 6 % )。序列从标本1570和1571是一样的,形成了一个支系( 米 l = 9 0 % , N J = 8 8 % ),和来自一个序列Zoanthus gigantus雷蒙和原慎司2006 (72年];从日本AB219192)。序列从1574年和1579年与之前报道的序列相同z sansibaricus卡尔格伦190073年)(AB219187)在日本和z sociatus(1768年Ellis) (HM130476)从哥斯达黎加,和类似于另一个z sociatus从哥斯达黎加(HM130477)序列,这些序列形成了一个支持进化枝( 米 l = 9 7 % , N J = 8 6 % )。大多数剩余Zoanthidae序列旁白z praelongus(EF452256)和Acrozoanthus(AY996947)形成一个支持subclade ( 米 l = 9 5 % , N J = 9 3 % )。在这个subclade,两个序列(1575、1578)与先前相同序列z黑潮雷蒙和小野(AB219191)和2006年的日本Z。等于off。pulchellus(Duchassaing和Michelotti 1860)从佛得角(HM130471)。两个序列(1576、1577),彼此相同,由前一个碱基替换四个不同序列,和一个额外的序列(1573)不同于这两个序列由三个额外的碱基对。

在Hydrozoanthidae进化枝,两个subclades被观察到,一个对应于属Hydrozoanthus( 米 l = 8 4 % , N J = 9 4 % ) 和一个属Terrazoanthus( 米 l = 9 9 % , N J = 9 9 % )。太16 s rDNA序列从1581年标本与之前报道的序列相同t . onoi雷蒙,藤井裕久2010 (74年](EU333762 EU333767),t . sinnigeri雷蒙,藤井裕久2010 (EU333765)在加拉帕戈斯群岛,和一个身份不明的Terrazoanthus物种从佛得角(HM130473)。

3.2。细胞色素氧化酶亚基我

拓扑的“长”和“短”最大似然树通常是相同的,只有一些不一致(图2 (b)2 (c),职责)。最大的区别是家庭Hydrozoanthidae Parazoanthidae,有更多的分类单元的“空头”对齐( = 9 而不是 = 2 在“长”树)。引导价值一般较高,“长”树(比较值在数据节点2 (b)和2 (c))。此外,的位置Isaurus和Neozoanthus不一致(图2 (b),2 (c))。

3.2.1之上。“短”COI对齐

在mt 16 s rDNA树,通常有三个支持家庭层次演化支,对应Sphenopidae ( 米 l = 6 6 % , N J = 8 7 % ),Zoanthidae ( 米 l = 9 4 % , N J = 9 7 % )和Hydrozoanthidae ( 米 l = 8 4 % , N J = 9 4 % )(图2 (c))。

八个小说中的序列从这个研究Sphenopidae进化枝。序列从标本1558年,1566年和1567年都是相同的一个序列p . heliodiscus从塞班岛(AB219214) ( 米 l = 6 5 % , N J = 8 8 % )。这种subclade妹妹subclade组成的1559年和1561年的两个相同的序列( 米 l = 6 8 % , N J = 6 8 % )。序列从1562年和1563年两个序列完全相同p . mutuki从日本(AB219211 AB128895),这四个序列未解决的基础的p . heliodiscus和 1 5 5 9 + 1 5 6 1 subclades,p . tuberculosa+标本1560 subclade ( 米 l = 6 6 % , N J = 6 9 % )。

在Zoanthidae进化枝,序列从1580年相同的另一个地方Isaurus序列从日本(EF452259)和一个序列Neozoanthussp.在日本(HM991247),和这三个序列形成一个非常支持subclade ( 米 l = 9 6 % , N J = 9 7 % )。序列标本1570和1571是相同的序列z gigantus在日本(AB128893 AB252675),这四个序列形成适度支持subclade妹妹的Isaurussubclade ( 米 l = 7 7 % , N J = 7 8 % )。从1579年样本序列是相同的两个序列z sansibaricus在日本,形成一个支持subclade ( 米 l = 8 7 % , N J = 8 9 % )。最后,1573年和1576年的序列是相同的一个序列z黑潮在日本(AB252665)。

这部小说序列从标本1581集群与其他三之前报道Terrazoanthus种虫害序列,形成了一个支持subclade ( 米 l = 8 6 % , N J = 8 2 % )。

3.2.2。“长”COI对齐

“长”COI系统发育分析的结果基本上是一样的报告上面的“空头”COI对齐。唯一的主要区别是,从1581年开始聚集着成群的序列的唯一其他Hydrozoanthidae序列对齐,h股薄肌在日本(AB214178),外围集团(图2 (b)),但这是可以预料到的减少Hydrozoanthidae序列相比,这棵树的“空头”树。此外,一些小型短期COI序列差异未见树存在(例如,之间p . heliodiscus和序列从标本1566、1567和1568年)。

3.3。内部转录间隔区地区的核糖体DNA

几个Zoanthus标本(1569、1570、1571、1572、1575、1577和1578年)没有放大,和单一Isaurus样品也没有放大(1580),尽管一再尝试使用所有之前报道zoanthid ITS-rDNA引物(12,13,69年),类似于在较早的报告Zoanthus(13),Isaurus(75年]。然而,我们可以获得PCR产品对于大多数标本,及其产生的ITS-rDNA序列没有双高峰。

系统发育树的拓扑ITS-rDNA对齐(图2 (d))是通常类似于太16 s rDNA COI的拓扑树上面报道,与更多的决议在种群水平的演化支。再一次,三个主要家庭层次演化支被认为,对应Sphenopidae ( 米 l = 7 4 % , N J = 1 0 0 % ),Zoanthidae ( 米 l = 1 0 0 % , N J = 1 0 0 % )和Hydrozoanthidae ( 米 l = 9 9 % , N J = 1 0 0 % )。

Sphenopidae之内,两个大subclades形成。一个subclade包含p . heliodiscus,P。cf。检测结果(Verrill 1900),及相关序列,和其他subclade包含P。sp。“sakurajimensis”,P。等于off。mutuki,p . mutuki,P。等于off。caesia黛娜1846年,p . tuberculosa(埃斯珀1791)(76年),以及相关的序列。支持大型subclades高( 米 l = 9 9 % , N J = 9 9 % ; 米 l = 9 9 % , N J = 1 0 0 % ;职责)。

在第一大subclade,两个小subclades在场。四个序列(1558、1564、1566、1567)略有不同,但集群p . heliodiscus从日本(DQ997881),形成了一个几乎完全支持subclade ( 米 l = 9 9 。 9 % , N J = 1 0 0 % )。这个subclade妹妹到另一个subclade包含之前报道的序列P。cf。检测结果从多米尼加([70年];从1559年和1561年GQ464900)和序列。这个subclade完全支持( 米 l = 1 0 0 % , N J = 1 0 0 % )。

在第二大subclade序列从1562年和1563年成立了一个组织( 米 l = 1 0 0 % , N J = 1 0 0 % ),加上一个序列P。sp。“sakurajimensis”(DQ997887)形成subclade ( 米 l = 8 7 % , N J = 9 9 % )。序列从1560年是密切相关的p . mutuki来自日本(DQ997892)和P。等于off。mutuki从多巴哥(GQ464902)形成适度支持subclade ( 米 l = 7 4 % , N J = 8 7 % )。ITS-rDNA序列从1565年被包含在一个支持P。等于off。caesia(多巴哥、GQ464901),p . tuberculosa(日本,DQ997896)和相关序列subclade ( 米 l = 9 8 % , N J = 8 7 % )。

Zoanthidae之内,三个标本的序列(1568、1574和1579年)形成一个小进化枝( 米 l = 9 9 % , N J = 1 0 0 % 与之前报道的序列)z pulchellus从巴拿马(EU418342),而从标本(1576)形成一个序列与序列的进化枝z黑潮在日本(DQ442476) ( 米 l = 9 9 。 6 % , N J = 1 0 0 % )。

Hydrozoanthidae之内,两个subclades观察。一个高度支持subclade属Hydrozoanthus( 米 l = 9 8 % , N J = 1 0 0 % ),而其他subclade组成的序列t . onoi(EU333810)和标本1581 ( 米 l = 9 9 。 9 % , N J = 1 0 0 % )。

3.4。标本鉴定

总的来说,11个物种群体被证实存在的分子数据分析。每个物种的分类识别组织如下。

(1)Zoanthus sociatus埃利斯(1768)(20.]。标本:1568年、1574年和1579年。

虽然原始描述短,后续的和文献[7,21,23,30.,39,40,42,44,45,54,55,58,60)描述z sociatus息肉的约5毫米直径略大口腔磁盘,息肉高度25毫米,48 - 60短触角,绿色,蓝色,或黄色有时口头磁盘模式,匐枝殖民地主要出现在浅水或潮间带。其他前种词性不同z sociatus是加勒比地区z flos-marinusDuchassaing Michelotti 1860z poriticola罗马帝国,1910年z普罗透斯Verrill 1900(一个完整的分类评估,参考文献)。很有可能z nobilisDuchassaing Michelotti 1860也在这个物种,虽然有一些问题是否相反的同义词z solanderi(见[44,46])。

在这项研究中,两个mtDNA标记分组之前获取的这些标本在一起进化枝z sociatus从哥斯达黎加以及序列z sansibaricus从日本序列。ITS-rDNA结果显示这三个标本一起形成他们自己的进化枝z pulchellus(EU418342)从巴拿马,密切相关z sansibaricus来自日本。这些标本的浅分布(1到6米;表1和形态学数据1 (c),1 (d))一般匹配的描述z sociatus鉴于以上,这些标本被分配给这个物种(但参见4)。

(2)Zoanthus pulchellus(Duchassaing和Michelotti 1860) [30.]。标本:1572、1573、1576和1577。

虽然最初的描述是短暂的,它和随后的文献[37,40,42,44,45,55)描述z pulchellus息肉的大约4 - 6毫米直径略大口腔磁盘,息肉4 - 30毫米,高度50到60短触角,与绿色或黄色口服磁盘有时粉色,棕色,或黄色图案,和殖民地形成硬壳层状coenenchyme主要出现在浅水,和没有看到有时在潮间带z sociatus。其他前种词性不同z pulchellus是加勒比地区z nymphaeusDuchassaing Michelotti 1860z耳廓Duchassaing Michelotti 1860z dubiusLesueur 1817,z anduziiDuchassaing Michelotti 1860(一个完整的分类审查,参考文献)。此外,Zoanthussp。1 (Erdmann, 1886)77年),以及z flos-marinus在[39),和一些z普罗透斯在[40),z dubius理智杜尔登(37)有可能z pulchellus。

在这项研究中,分析COI和ITS-rDNA序列放置三个标本(1572年一个额外的样品,没有放大成功)在一起但不相同z黑潮从日本序列。,这些标本的mt 16 s rDNA序列略不同于序列的标本1575年和1578年,以及之前报道z黑潮(AB219191)和Z。等于off。pulchellus(HM130471)序列。这些标本的分布(1至4米;表1和形态学数据1 (g)- - - - - -1(我))一般匹配的描述z pulchellus鉴于以上,这些标本被分配到z pulchellus。

(3)Zoanthus等于off。pulchellus。标本:1569年、1575年和1578年。

从两个标本的DNA序列(1575、1578)只有amplifiable太16 s rDNA,尽管一再尝试其他两个标记没有放大,而没有成功的标本1569放大。之前看到了类似的情况z黑潮来自日本,ITS-rDNA没有放大使用通常zoanthid-specific标记(13]。太16 s rDNA序列为这两个标本都是相同的z黑潮(AB219191)和Z。等于off。pulchellus从佛得角(HM130471)。形态学,标本更发达coenenchyme比z sociatus,类似于见Z。等于off。pulchellus从佛得角美国标准雷蒙et al。71年),色彩鲜艳的绿色或粉色的口腔磁盘(数字1 (e),1 (f))。

此外,标本被发现只有在潮间带,不同生境的描述z pulchellus,和观察到的相似Z。等于off。pulchellus(71年],由于不同的形态学和生态学以及小但相同差异太16 s rDNA序列的z pulchellus以上标本,标本1575年和1578年Z。等于off。pulchellus。这个名称是基于只有太16 s rDNA形态/生态学,希望未来的深入调查与更多的标本和系统数据将证实这一点识别。

(4)Zoanthus solanderiLesueur 181723]。标本:1570年和1571年。

最初的描述(23和随后的文学7,37,40,54,55,58,60,63年)描述z solanderi比其他加勒比Zoanthus息肉的物种,大约8到10毫米直径略大口腔磁盘,息肉高度50 mm, 50到60短触角,蓝色,亮橙色,深棕色,深绿色叶,或明亮的蓝色口服磁盘有时与“白色斑点”模式,与匐枝殖民地冲浪区,主要发现如下z sociatus。通常息肉有白色斑纹嘴周围当semi-contracted (37]。这可能是因为z nobilisDuchassaing Michelotti 1860也在z solanderi,虽然有一些问题是否相反的同义词z sociatus(44,45]。同时,z sociatus在[52)一直认为实际上是z solanderi(7]。

在这项研究中,来自mtDNA分子标记放置这些标本的DNA序列在一组一起之前获得z gigantus从日本序列。这些标本的浅分布(1到6米;表1)和形态(图1 (j))符合的描述z solanderi鉴于以上,这些标本被分配到z solanderi。

(5)Palythoa caribaeorum父亲(Duchassaing和米歇洛蒂1860)(30.]。标本:1565。

最初的描述(30.和随后的文学7,31日,32,42,45,47,48,53- - - - - -55,58,60,63年,64年,66年)描述p . caribaeorum奶油、棕色或黄色的颜色,息肉深深植根于发达,sand-encrusted coenenchyme (=“immersae”,45])。息肉有28日至34个触手,这个物种在整个加勒比地区很常见。

在这项研究中,从1565年ITS-rDNA放置标本的DNA序列在subclade连同之前获得P。著名。caesia多巴哥的序列,这种subclade组成的一个更大的进化枝p . tuberculosa1791年埃斯珀p . mutuki和其他太平洋和大西洋的标本。应该注意的是,p . caesiaDana 1846从斐济和澳大利亚的描述,而不是加勒比地区。基于形态学和分子的结果,这个标本被分配到p . caribaeorum。

(6)Palythoa开大花的(Verrill, 1900)40]。标本:1560。

加勒比Palythoa物种息肉或完全清晰的coenenchyme(“中间”或“liberae”[45)有一个特别长的和困惑的分类历史、文学至少有39个二。标本1560最适合与形态p .开大花的Verrill 1900,文献中描述有息肉15 - 20毫米高度,口服圆盘直径14 - 16毫米,52-56触角,发现在加勒比海和巴西40,41,43,44,66年,67年]。这个物种是提到属的唯一两个有效的物种之一Protopalythoa(=Palythoaliberae息肉)(66年在加勒比海。

此外,我们获得的DNA序列从所有三个分子标记支持支持我们的标识。在[66年),阮兰德和兰开斯特注意到太平洋p . mutuki可能密切相关p .开大花的,因为他们有相似的形态,而太平洋p . heliodiscus可能密切相关p .摘要。系统发育分析显示标本1560序列是非常相似的p . mutuki(太16 s rDNA ITS-rDNA)或非常密切相关p . mutuki和p . tuberculosa(COI)。在此之前,p . mutuki和p . tuberculosa已经被证明是非常密切相关(12),我们的系统发育研究结果显示标本1560太平洋最密切相关p . mutuki。

最后,正如[62年]和[66年),p .开大花的可能是一个初级的同义词吗p . fusca杜尔登1898年。我们也同意66年),这并不等同于物种p . mammillosa(21),如图7 (40这个物种的显示了一个更“immersae”p . mammillosa比所述的殖民地p .开大花的或者我们的标本。

(7)Palythoa茅(Verrill, 1900)40]。标本:1559、1561。

这个物种,最初分配Protopalythoa由Verrill [40),很容易识别由于其大尺寸(高度= 30-36 mm,口腔盘直径= 10到16毫米),和更深的生境(例如,> 12米(40)比其他加勒比zooxanthellate zoanthids [40,43- - - - - -45,47,48]。两个标本(1556年,1561年;表1很适合这个物种的特征(图1 (b))。此外,收购ITS-rDNA序列从这些标本相同或非常接近从先前获得的序列P。cf。检测结果序列(70年]。可能有多个物种内p .茅种群,但直到修改发生时,我们确定标本1559年和1561年p .茅。

应该提到阮兰德和兰开斯特(66年)被认为是p .茅的变体p .摘要(杜尔登1898),但考虑到p .茅独特的形态和系统发育地位,我们不同意这种假设。

(8)Palythoa等于off。摘要(杜尔登1898)[37]。标本:1558、1564、1566和1567。

Palythoa摘要描述了从牙买加37作为“liberae”[]45]Gemmaria(=Protopalythoa与息肉10到50毫米)物种高度和直径7毫米。这个物种已经60 - 80触角,通常绿色或棕色,和不发达coenenchyme [37,40,42,45]。Palythoa摘要分布在加勒比海和南美洲的大西洋海岸(例如,67年])。(66年)指出,形态相似之处p .摘要和特质。p . heliodiscus这一物种,但不存在序列数据,在这项研究中使用的分子标记。然而,我们支持这两个物种的分离给他们分布在不同的海洋。

然而,四本研究标本(1558年,1564年从鹰频道,基韦斯特,1566年,1567年从水族馆贸易)被显示在系统发育的结果类似于先前获得的p . heliodiscus序列。从ITS-rDNA树,似乎西礁岛标本略不同于两个水族馆贸易标本。基韦斯特标本liberae, 64 - 74年的触角,棕色与白色口服磁盘模式,比和较小和较强劲p .茅,一般的描述p .摘要旁白从口腔磁盘模式(图1(一))。另一方面,水族馆贸易标本光明得多口头磁盘颜色,荧光绿(1566)或紫色(1567),这些可能是一个不同的物种从西礁岛标本。这两个样本的原始采样位置是未知的,像许多标本从水族馆获得贸易(78年]。因此,直到p .摘要序列数据以及地方标本获得1566年和1567年,识别仍然错误,因此我们有指定的这四个样本作为一个物种群体,P。等于off。摘要。

(9)Palythoa等于off。clavata(1850年Duchassaing) (28]。标本:1562、1563。

这两个标本显示最近通过分子分析P。sp。“sakurajimensis”从太平洋和大西洋没有与任何物种的序列。此外,他们的形态不完全符合任何迄今为止正式描述加勒比zoanthid物种,尽管两个物种的标本做相似图像称为“布朗zoanthid”在最近的一次海洋生物指南(79年),有一个棕色的阀瓣与绿色或蓝色色彩60-12毫米直径和一个白色的中心。这种“布朗zoanthid”最近也被认为是类似的Palythoasp。265年报道的佛得角群岛(71年]。太16 s rDNA树在这个研究表明,尽管标本1562年和1563年是有些密切相关Palythoasp。265年,他们的序列没有精确匹配。

最接近的匹配从文学分类这两个标本p . clavata(28从圣托马斯,描述与息肉大约11 - 14毫米高度,紫色的或紫色口服磁盘和触角,有大约60个触手,小于p .摘要(29日- - - - - -32,37,40],尽管[80年]表示p . clavata和他的p .摘要(从新加坡;现在可能p . heliodiscus)非常相似。因此,基于我们的系统发育结果和少量的过去文献处理类似的标本,我们有指定的这组P。等于off。clavata在这里,尽管他们可能是一个未定种。

(10)Isaurus tuberculatus灰色182824]。标本:1580。

单一种类的Isaurus从这个研究很容易确定为Isaurus tuberculatus由于其独特的形态与伏卧(nonerct)与瘤息肉(图1 (k)),因为它被认为是唯一有效的物种属在大西洋(了61年])。目前,这个物种,描述从加勒比海,circumtropical分布,尽管印即tuberculatus姊妹物种几乎肯定是不同的,没有其他zooxanthellate珊瑚或zoanthid已知分布。

虽然系统发育结果显示Isaurus标本密切相关Neozoanthus标本,显然这两个属不同形态和有系统的差异(81年]。

(11)Terrazoanthussp。标本:1581。

样品被确认为一个从未描述这个新成员属,是azooxanthellate砂水垢,并不是epizoic其他生物,而不是发现巨石(图1(左)),很容易区分从其他macrocnemic属属。目前,只有两种Terrazoanthus描述,从加拉帕戈斯群岛。这个样品很可能是一位身份不明的物种由于其地理位置,不同的COI和ITS-rDNA序列的副产品,不同形态(深棕色与鲜红t . onoi而清晰,白色或浅棕色t . sinnigeri)。

4所示。讨论

4.1。Palythoa和Zoanthus物种鉴定

实际数量的物种Palythoa和Zoanthus很可能远低于每个属的物种的数量描述在文献中(目前218和151种,分别地;根据(82年))(8,9),因为它已经表明,许多物种实际上是无意重新描述由于高水平的种内变异和广泛的地理范围(8,9]。尽管比较“高”级别的zoanthid物种的多样性在这项研究中,观察到的物种数量在这个和其他近期研究第5 - 13(例如,物种/地区)支持的理论整体减少的实际数量浅水zoanthid物种,因为大多数物种似乎普遍而不是特有的一个位置。

尽管许多Palythoa和Zoanthus描述了物种从加勒比海,真正的有效Palythoa和Zoanthus加勒比海是未知的物种。我们回顾文献分类(列在材料和方法),至少有37岁Palythoa(包括Protopalythoa)和11Zoanthus描述物种在加勒比海。然而,许多这些物种的词性不同,或认为是同义词,这两个常见的属的分类情况是非常混乱的8]。这项研究的结果证明这是一个Zoanthus物种集团(Z。等于off。pulchellus(1575、1578))和两个Palythoa物种组(1562 + 1563;1566 + 1567 + 1558 + 1564)与以往任何不完全匹配的描述物种从加勒比海地区。

的形态z sociatus标本在这项研究中与之很好匹配描述了文学“识别”一节中列出。然而,过去的问题准确的物种鉴定Palythoa和Zoanthus可能无意中加剧了加勒比海的分子调查物种。我们的z sociatus太16 s rDNA序列完全匹配(= 100%)与DNA序列的核苷酸BLASTn标本确认为z sociatus从巴西(例如,AY049060 EU348615) Longo et al。(未发表),和佛得角(71年]。然而,这些标本的mt 16 s rDNA序列与序列指定也是相同的z pulchellus(EU828762) (70年]。此外,考试基因库记录显示,太为标本确认为16 s rDNA序列z sociatus伯内特(AF282933 AF282934;未发表)事实上我们完全相同Z。等于off。pulchellus集团的序列。从这样的结果很明显,适当的识别Zoanthus种虫害在加勒比海仍然是一个困难的任务。

这种困惑显然表明,大规模、多学科的努力检查brachycnemic zoanthids在加勒比海需要澄清他们的多样性和生成一个识别关键,未来可以让研究人员正确识别这些常见zoanthids。直到物种识别协议Palythoa和Zoanthus在加勒比海地区稳定,分子调查可能会增加混乱,作为准确的物种识别仍然有问题。

4.2。在佛罗里达Zoanthid物种多样性

这项研究的结果表明存在11种或物种组浅水zoanthids在佛罗里达州;四个Zoanthusspp。(z sociatus,Z。等于off。pulchellus,z pulchellus,Z。solanderi),5Palythoaspp。(p . caribaeorum,P。开大花的,P。检测结果,一个或多个未知Palythoa相关的物种p .摘要),P。等于off。clavata,以及一个Isaurus(即tuberculatus),和一个未定Terrazoanthus物种。这个数字是意外高鉴于标本的数量相对较少,本研究的地理范围相对狭窄。然而,标本收集大量观察和佛罗里达地区潜水后,并进行收集尽可能多的物种。

结果从这些和其他的研究69年- - - - - -71年]表明,可能没有那么多不同水平的浅水zoanthid大西洋和太平洋之间的多样性。这种情况下不同于观察石珊瑚类(硬珊瑚)太平洋多样性远远高于大西洋(83年]。此外,在scleractinians,更多的祖先群体独特的从太平洋类群在大西洋83年]。相似物种的大西洋和太平洋之间的浅水zoanthids可能是由于多种因素综合作用的结果。首先,尽管是常见的许多珊瑚礁生态系统,似乎大多数浅水zoanthid物种分布范围宽,和只有少数物种已知狭窄的范围(例如,z praelongus卡尔格伦195484年只知道从澳大利亚西部,即maculatusMuirhead和瑞兰德1985年从斐济讨论(61年])。这种情况可能是因为brachycnemic zoanthids“长幼虫阶段(170 d)和随后的高传播(85年,86年]。这一理论进一步支持姐姐种的存在Zoanthus,Palythoa和Isaurus在大西洋和太平洋(如图2 (d)),这很有可能的结果巴拿马地峡的形成大约2.8到310万年前,大面积的浅水zoanthid物种分为两个独立的人群(87年]。类似穿越地峡姊妹物种已经在其他海洋无脊椎动物类群,包括阿尔斐俄斯拍摄虾(88年,89年]。mtDNA的缓慢进化的可能性在zoanthids也负责大西洋和太平洋之间缺乏发散zoanthid物种,ITS-rDNA结果确实显示了解从每个海洋姊妹物种之间的差异。进一步检查利用额外的DNA标记应该帮助研究人员更清楚地了解zoanthid穿越地峡进化。

目前,没有zooxanthellate珊瑚物种栖息在大西洋和印度洋,虽然即tuberculatus描述为分布在海洋(61年),由于这两个海洋区域的隔离,我们觉得这是不太可能90年]。因此,几双Atlantic-Pacific妹妹的存在物种符合生态学、繁殖,并为zoanthids目前系统的数据。在未来,它是可能的Isaurus tuberculatus将再次被分成一个大西洋和印度洋的物种。

4.3。DNA条码技术在Zoanthids

这项研究的结果还表明,该实用程序的mtDNA姊妹物种的DNA条码技术不是那么有效对于大多数zoanthids一般(91年),由于最近的隔离和分歧,这一事实底栖生物cnidarian mtDNA进化非常缓慢的速度(92年]。事实上,大多数姊妹物种在这项研究中有相同的太16 s rDNA COI序列。不过,结合采样位置数据(即。,Atlantic or Pacific), barcoding should allow correct zoanthid species identification, or at least identification to the nearest species group in the case of closely related species. Furthermore, the utility of ITS-rDNA as a phylogenetic marker appears to be high, as resolution in the phylogeny and bootstrap support values in this study were high. However, this marker has multiple intragenomic copies and also potential signals from past hybridization events and/or ancestral polymorphisms in zoanthids [12,13]。这些潜在的问题可以克服使用克隆技术协议,但这些问题使ITS-rDNA无法使用“DNA条形码”,这需要单一副本标记。然而,基于之前的研究结果11- - - - - -13,15,69年,70年),ITS-rDNA似乎有很高的实用的系统发育标记zoanthids即使它不是有用的作为一个条码。

4.4。Terrazoanthus分布

本文是第二个属的存在Terrazoanthus在大西洋,(71年属),这已经被报道从东部大西洋(佛得角),加勒比(本研究)和太平洋东部和中部(印尼;T。sp。”黄息肉”美国标准雷蒙和藤井裕久2010)(74年),这属circumtropical分布一样Palythoa,Zoanthus,Isaurus。然而,大多数物种在这个属显然是不常见的或居住在“神秘”的栖息地,是旁白t . onoi在[74年]大多数物种只记录一次或几次。的Terrazoanthus标本从本研究发现生长在一个漆黑的裂缝间隙的人工jetty巨石组成的2米的水。息肉是镶上粒硅砂和增长壳状珊瑚藻。的环境Terrazoanthus增长经常遭受沉重的波浪作用和激增。这样在佛罗里达珊瑚礁环境并不常见,除了人造建筑,Terrdzoanthus可能是罕见的在佛罗里达州。

5。结论

这研究表明困难识别浅水zoanthids物种水平,以及DNA标记和系统发生学的效用。此外,尽管他们经常出现在加勒比海的浅水区,似乎从未描述物种可能存在于这个地区。在未来,详细检查ITS-rDNA与多个标本结合比较文学中的许多物种应该帮助确定加勒比zoanthids的物种多样性。将标本“nonreef栖息地(即。,docks/pilings, and mangrove swamps) is also needed to obtain a complete picture of zoanthid diversity in this region.

附录

答:科学名称和当局的物种中提到的文本,数字,和表

p . caesiaDana 184627]p . caribaeorum(Duchassaing和Michelotti 1860) [30.]p . clavata(1850年Duchassaing) (28]p . fusca(杜尔登1898)[37]p .开大花的(1900年Verrill) (40]p .茅(1900年Verrill) (40]p . heliodiscus(阮兰德和兰开斯特2003)[66年]p . mammillosa(埃利斯和Solander 1786) [21]p . mutuki(哈登和沙克尔顿1891)[35]p . tuberculosa(埃斯珀1791)(76年]p .摘要(杜尔登1898)[37]h股薄肌(1913年Lwowsky) (46]即maculatusMuirhead阮兰德1985 (61年]即tuberculatus灰色182861年]z anduzii(Duchassaing和Michelotti 1860) [30.]z耳廓(1817年Lesueur) (23]z dubiusLesueur 181723]z flos-marinusDuchassaing Michelotti 1860 (30.]z gigantus雷蒙和原慎司2006雷蒙et al . 2006年)(72年]z黑潮雷蒙和小野2006雷蒙et al . 2006年)(72年]z nobilisDuchassaing Michelotti 1860 (30.]z nymphaeus(1817年Lesueur) (23]z poriticola罗马帝国1910年[45]z praelongus卡尔格伦195484年]z普罗透斯Verrill 190040]z pulchellus(Duchassaing和Michelotti 1860) [30.]z sansibaricus卡尔格伦190073年]z sociatus埃利斯(1786)(21]z solanderiLesueur 181723]t . onoi雷蒙,藤井裕久2010 (11]t . sinnigeri雷蒙,藤井裕久2010 (11]。

确认

第一作者的部分支持由新星计划以及国际气候变化研究中心项目和珊瑚礁/岛动力学(包括琉球大学)。Drs。大肠Hirose(琉球大学的),h .根据(宫崎大学),和m·科斯特洛(奥克兰大学)在讨论transisthmithian进化的感谢他们的帮助。