Diversity of Taiwanese Brackish Crabs Genus Ptychognathus Based on DNA Barcodes with Descriptions of Two New Species
摘要
折顎蟹屬 (Ptychognathus) 的物種常見於具有淡水注入的海岸與河口棲地，但由於種間形態相似，該屬物種長期以來難以辨識。本研究利用 DNA 條碼 COI 基因 (cytochrome c oxidase subunit I) 輔助鑑定臺灣產的折顎蟹類。結果顯示，COI 可成功區分10個物種，其種內遺傳距離低於 1.54%，種間距離則為 12.2%–19.57%。此外，本研究亦描述了來自台灣的兩個新種：產於南台灣的牧氏折顎蟹 Ptychognathus makii 以及分布於南台灣與菲律賓南部的斯氏折顎蟹 P. stimpsoni。兩新種皆可藉由多項形態特徵與其他折顎蟹物種進行區分，包括背甲、眼窩、額區、雄蟹尾節、第一生殖肢及步足的剛毛特徵等。
方法與執行步驟
於全臺灣 (包括離島) 多處樣點進行採樣，採集著重於不同類型的河口與受淡水影響的海岸。拍攝生態照後，以徒手或撈網採集折顎蟹標本保存於酒精中。後續使用解剖顯微鏡進行形態檢視，記錄並描述其重要形態特徵。在確認並記錄形態後進行 DNA 萃取，並將萃取後的 DNA 進行聚合酶連鎖反應(polymerase chain reaction, PCR)，使用 LCO1490 與 HCO2198 之 引子，並將 PCR 產物送至生技公司使用自動定序儀取得序列。取得序列後，使用 MEGA 軟體 (vers. 10.0.5) 並採用 Kimura (1980) 2-parameter (K2P) model 與 complete deletion 選項，建構 COI 基因片段的 Neighbor-Joining (NJ) 樹。此外，樣本間的鹼基 (bp) 差異數量及 K2P model下的成對遺傳距離估算亦使用 MEGA 進行計算，以評估其遺傳多樣性。結果顯示，臺灣的折顎蟹可依據形態分為 10 個物種，有效的分類特徵如背甲、螯足、步足、生殖肢與生殖孔等。分子結果部分，COI 基因片段可成功區分 10 個形態物種，種內遺傳距離低於 1.54%，種間距離則為 12.2%–19.57%，具明顯的差異。此外，基於形態與 COI 差異，本團隊於此研究與後續研究總共描述了分布於臺灣的 4 個新種：牧氏折顎蟹 Ptychognathus makii、斯氏折顎蟹 P. stimpsoni、酒井折顎蟹 P. sakaii、大姊折顎蟹 P. dajie。
創新作為與跨域合作
本研究結合傳統形態分類與 DNA 條碼技術，系統性整理台灣的折顎蟹屬多樣性，建立精確鑑定標準與資訊。結果確認 10 種 (含 2 新種及 1 未知種)，並為全球此屬分類學提供重要資料。雖然弓蟹科為海岸常見蟹類，但以往相關分子資訊卻非常不足，本研究亦驗證 DNA 條碼在其鑑定物種上的適用性。除折顎蟹屬外，申請人亦以此技術檢視其他弓蟹科，新增臺灣紀錄種 7 種及新種 3 種，並提供多種 COI 基因序列，有助於後續分類、保育與生物多樣性研究。
預期成果與貢獻
臺灣以往對弓蟹科研究相對不足，但其為海濱與河口常見蟹類，部分因獨特形態 (如啦啦蟹) 被作為寵物販售。本研究發現臺灣的折顎蟹多樣性極高，且部分物種為僅分布於臺灣與鄰近區域，顯示河口生態系的獨特性。應用 DNA 條碼鑑定可降低鑑種門檻、減少錯誤，並助於物種監測與生態調查；類似方法亦可推廣至其他蟹類，以促進保育與管理。此外，研究成果亦可作為政策依據，如河口保護區設立、環境影響評估及物種保護名錄更新。
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