有壳变形虫(testate amoebae)是一类具有外壳的单细胞原生生物，其壳体具有一个或两个开口，壳体大小一般在20~250 μm之间^[1~3]，主要分布于湖泊、湿地沼泽、河流、水库和土壤等各种淡水潮湿环境中，特别是在有藓类生长的泥炭沼泽中十分常见^[4~6]。有壳变形虫的形态特征相对比较稳定，主要根据其壳体的大小、形状、纹饰、物质组成和颜色等进行种类鉴定^[7~8]。由于其具有数量巨大、生命周期短、对环境变化敏感等特征，已经成为生态指示和古环境重建的有效代用指标^[9~14]。大量研究已经表明，泥炭地的湿度或者水位是影响有壳变形虫群落组成的主要环境因子，前人已经在全球陆续建立了不同地区的泥炭地水位和有壳变形虫之间的转换函数模型，并且成功地应用于全新世泥炭地的古水文重建中^[15~17]。

在自然界，有壳变形虫的多样性和生物量都很大，据估计目前发现和报道的所有种类只占到整个有壳变形虫物种数的大约2%^[1]，有大量的物种仍然没有被发现和描述。近年来，我们在长江中游亚高山泥炭地开展了大量的生态调查和野外监测工作，发现了种类丰富的有壳变形虫，包括一些中国新纪录种和新物种^[18]，并修订了一个属^[19]，这些有壳变形虫在水位梯度上具有明确的干湿度指示意义，构建的该地区有壳变形虫与水位的转换函数能够应用于湿地的古水文重建^[20]。在近期的研究中，我们在神农架大九湖泥炭湿地发现了一个新物种——九湖梨壳虫(Nebela jiuhuensis)^[21]，本文对该物种的分类地位、形态特征、生态习性和环境指示意义作一较为详细的分析和讨论。

神农架大九湖泥炭湿地位于湖北省西部的渝鄂交界处，地理坐标范围为31°15′~37°57′N，109°59′~110°58′E，地处亚热带季风气候区，温暖湿润。平均年降水量1528.4 mm，年均温7.4 ℃。平均海拔1700 m，面积约36 km²，为亚高山湿地，保存了末次冰期之后全新世早期以来发育的泥炭沉积物^[22]。由于神农架大九湖地区较同纬度其他地区海拔高，气温较低，且为盆地地形，沼泽中的水难以快速蒸发，较长时间的积水环境有利于泥炭地的发育^[23]，研究发现，大九湖盆地的植被类型主要有：湿生泥炭沼泽、湿生草本沼泽、退化半湿生沼泽、湿生-中生草甸、中生-旱生草甸、旱生草甸这6种^[24~25]。本研究区域主要在以泥炭藓为优势植被的大九湖湿地腹地。

在长江中游亚高山泥炭地有壳变形虫的生态调查和监测研究中，偶尔发现了一个有壳变形虫新物种，命名为“九湖梨壳虫”。该样品于2012年7月底采集于神农架大九湖泥炭地的养鹿场附近。野外按照微地形地貌、植被类型和干湿度等环境梯度进行布点。每个样点采集泥炭藓顶部0~5 cm用于有壳变形虫分析，共采集样品54个，同时测量采样点水位埋深、pH、电导率等环境数据。样品带回实验室后在实验室中立刻进行处理并鉴定统计，统计发现在泥炭地的其中一个采样点发现了九湖梨壳虫(Nebela jiuhuensis)，因此为了补充样品开展壳体特征的测量统计和DNA序列分析，在2014年4月再次返回该样点采集了5个现代泥炭藓样品。

实验室内称取大约5 g的样品，放入烧杯中加水搅拌，然后过300 μm孔径的铜筛，除去铜筛中的粗质颗粒。将过筛后的样品再次过15 μm孔径的铜筛，以除去样品中的细小颗粒和杂质。将15 μm铜筛中剩余的样品用少量水缓慢冲洗转入100 ml离心管中，在离心机上以3000 rpm的转速离心5 min，倒掉上清液，加入1~2滴番红溶液染色，将剩余样品再次以3000 rpm的转速离心5 min，去除上清液，封闭保存。鉴定时吸取一滴于载玻片上，盖上盖玻片，在200×和400×显微镜下鉴定和统计，鉴定主要参考Meisterfeld^[4]、Charman等^[26]和沈韫芬^[3]等资料。将发现的九湖梨壳虫进行详细的形态测量，主要有壳长、壳宽、龙骨基部宽、壳口直径、壳口与龙骨距离、龙骨长等，挑选了保存完好的个体进行扫描电子显微镜照相分析，壳体的扫描电镜分析在中国地质大学(武汉)的地质过程与矿产资源国家重点实验室进行，仪器工作电压为20 kV。本研究随机选择了13个完整的九湖梨壳虫个体用于壳体测量和统计分析。利用SPSS 17.0软件对测量的壳体特征参数做了皮尔森相关系数(Pearson Correlation Coefficient)，该方法是用来反映两个变量线性相关程度的一个常用相关分析方法^[27]，广泛应用于微体生物的形态学研究和生物统计学分析^[18]。

壳长198~226 μm，壳宽110~130 μm，龙骨基部宽90~119 μm，壳口直径30~46 μm，壳口与龙骨距离为85~106 μm，龙骨长45~96 μm。

壳体表面光滑，无色透明，表面有透明的硅质圆盘覆盖。壳体由自体分泌的有机质组成，体积较大，腹观呈梨形，壳口椭圆。侧观时壳体侧扁，清晰可见两个小的角状突起，从壳体中部开始，伸向底部，在壳体角状延伸和主体部分之间存在一个扁平的龙骨(图 1)。本种最早发现于神农架大九湖湿地的泥炭藓表面^[21]。

图 1(Fig. 1)

图 1 九湖梨壳虫(Nebela jiuhuensis)的光学显微镜照片 Fig. 1 Light micrograph of Nebela jiuhuensis

九湖梨壳虫的平均壳长为216±8.44 μm(n=13)，平均壳宽122±6.24 μm(n=13)，壳口直径39±4.74 μm(n=13)。各特征值的变异系数除龙骨长外，其余均小于12.0%(表 1)。SPSS皮尔森型相关性分析显示，各特征值间的相关性均较低，且相关系数小于0.5(表 2)。壳长与龙骨基部宽的相关系数大于其他壳长与其他特征值之间的相关系数，为0.417，壳宽与龙骨长的相关系数大于0.5，这可能与我们测量的样本量较小有关。测量的壳体特征具有较小的变异系数表明九湖梨壳虫具有稳定的形态特征，该种群内部个体之间的形态差异较小，为新物种的确立提供了可靠的形态测量学基础。

表 1(Table 1)

表 1 九湖梨壳虫(Nebela jiuhuensis)的形态特征指标(单位：μm)(数据源自文献[21]) Table 1 Morphometric characteristics of Nebela jiuhuensis measurements in μm(data derived from reference[21]) 特征指标 最小值 最大值 平均值 中值 标准差 标准误差 变异系数(%) 壳长 198 226 216 216 8.44 2.34 3.92 壳宽 110 130 122 122 6.24 1.73 5.10 龙骨基部宽 90 119 108 108 8.30 2.30 7.66 壳口直径 30 46 39 39 4.74 1.31 12 壳口与龙骨距离 85 106 96 96 6.22 1.72 6.49 龙骨长 45 96 77 77 15.89 4.41 20.65

表 1 九湖梨壳虫(Nebela jiuhuensis)的形态特征指标(单位：μm)(数据源自文献[21]) Table 1 Morphometric characteristics of Nebela jiuhuensis measurements in μm(data derived from reference[21])

表 2(Table 2)

表 2 九湖梨壳虫(Nebela jiuhuensis)各形态指标间的相关系数 Table 2 Correlation coefficients between morphometric characteristics in Nebela jiuhuensis 特征指标 壳长 壳宽 龙骨 基部宽 壳口 直径 壳口与 龙骨 距离 龙骨长 壳长 — 壳宽 0.341 — 龙骨基部宽 0.417 0.295 — 壳口直径 0.399 0.161 0.407 — 壳口与龙骨距离 0.216 0.243 0.248 0.297 — 龙骨长 0.298 0.551 -0.395 -0.338 0.176 —

表 2 九湖梨壳虫(Nebela jiuhuensis)各形态指标间的相关系数 Table 2 Correlation coefficients between morphometric characteristics in Nebela jiuhuensis

梨壳虫(Nebela)属是物种多样性较高的一个属，也是研究比较深入的一类有壳变形虫，总结前人的研究资料^[28~30]，根据形态学和分子生物学研究的最新进展^[21]，九湖梨壳虫的分类地位如下：

变形虫门 Phylum Amoebozoa(Lühe，1913)Cavalier and Smith，1998^[29]

  管涌足虫纲 Class Tubulinea Smirnov et al. 2005^[29]

    表壳目 Order Arcellinida Kent 1880

      茄壳科 Family Hyalospheniidae(Schulze 1877) Kosakyan and Lara 2012^[31]

        梨壳虫属 Genus Nebela Leidy 1874

          九湖梨壳虫 Nebela jiuhuensis Qin，Mitchell & Lara 2016

神农架地区是我国生物多样性较高的地区之一，被认为是生物的避难所^[32~33]。笔者前期在该地区发现了大量的有壳变形虫，尤其是在神农架腹地的大九湖泥炭湿地中，它们的环境指示意义明确，例如Assulina muscorum，Corythion dubium，Euglypha rotumda，Trinema linear和Trigonopyxis arcula等指示相对干旱的环境，Centropyxis aculeate，Difflugia oblonga，Euglypha strigosa，Quadruella symmetrica等指示湿润环境^[34~45]。有壳变形虫的种类在湿度梯度上的分布位置与国际、国内其他地区的研究比较相似，有壳变形虫在湿度梯度上的相对位置比较固定的分布特点为不同区域间的对比奠定了基础，可以应用于湿地的古气候重建。这些发现也为该地区原生动物的生物地理学研究提供了基础资料。

九湖梨壳虫(Nebela jiuhuensis)发现于大九湖泥炭地的养鹿场附近的湿地中央，主要植被为泥炭藓，盖度100%。此处水位较高，部分泥炭藓漂浮在水面之上或淹没于水中，采样点平均水位为0~1.5 cm，pH为4.9，水体电导率为13.41 μS/cm²，是一个典型的极端湿润环境。在此采样监测点与九湖梨壳虫一起发现的还有Difflugia oblonga type和Difflugia bacillifera等物种和种群，它们都是经常出现在泥炭地水位较高湿度较大的湿地中心或水洼地，因此，在古环境重建应用方面，九湖梨壳虫化石在沉积物中的出现可以反映极端湿润的古环境特征。

有壳变形虫的生物多样性和生态指示意义是生物地理学研究的热点之一，传统的观点认为，微型生物(micro-organism)由于个体微小，易受到水流、风力以及候鸟迁徙等环境外力的影响而随意迁徙，不易形成独特的地理分布格局^[42~44]。但是该观点越来越受到一些新材料的挑战，有壳变形虫作为一类常见的真核微生物也为微生物的生物地理学研究提供了新的佐证。

近年来有研究发现，在有壳变形虫的群落组成中，Argynnia属大部分是全球性分布的，Argynnia caugata和Argynnia dentistoma广泛分布于世界各地，在南极洲、澳大利亚、欧洲和南北美洲、日本和非洲西部等地都有报道^[19]；然而，近年来，一些学者提出微型生物也存在一定的地带性分布^[45]，例如Nebela(Apodera)vas仅分布在冈瓦纳大陆^[46]，一些物种甚至属于地方“土著种”，而东亚地区这方面的研究较少。

前人在神农架大九湖地区发现了种类丰富的有壳变形虫，对于其中的一个属(Argynnia)进行了修订，并讨论了其生物地理学意义^[19]，但是该地区发现的有壳变形虫均是比较常见的种类，大部分是世界广布种。此次调查中发现的九湖梨壳虫(Nebela jiuhuensis)属于比较少见的种类，目前仅在神农架大九湖、湖南北部和朝鲜半岛的泥炭藓湿地中被发现^{[21, 47]}。我们在长江中下游的神农架地区发现该种的分布，在一定程度上扩大了该物种的分布范围，为东亚地区微体生物的地理学分布提供了有力的证据。

有壳变形虫是一类广泛分布的单细胞真核生物，由于其形态稳定、生物量大、生命周期短和其相对坚硬的外壳，该类生物已经广泛应用于湿地沼泽、淡水湖泊和滨海湿地等环境的生态指示和古环境重建研究中。在自然界，有壳变形虫的物种多样性较高，但是目前的研究发现的有壳变形虫物种仅占整个属种的极少部分，这在很大程度上阻碍了人们对该类生物的认识和其在生态学和湖环境重建方面的应用，要求我们不断发现和描述潜在的新物种，揭示和挖掘它们的生态习性和环境指示意义，更好地为第四纪环境重建服务。位于长江中游的神农架地区海拔落差大、地形复杂，为生物的繁盛提供了多样的微环境，孕育了种类丰富的动植物和微生物资源，是全球生物多样性研究的热点地区之一，这里的亚高山泥炭地发现了大量的有壳变形虫分布，发现了一个新物种——九湖梨壳虫(Nebela jiuhuensis)。

九湖梨壳虫在分类地位上属于表壳目(Arcellinida)、茄壳科(Hyalospheniidae)、梨壳虫属(Nebela)。其壳体较大，无色透明且有透明的硅质圆盘覆盖于壳体上，整体呈侧扁的梨形，壳口椭圆，在壳体两侧有2个向下延伸的龙骨。个体相对较大，壳长为216±8.44 μm，壳宽为122±6.24 μm，壳体测量特征的变异范围较小，具有较为稳定的形态特征。九湖梨壳虫目前发现于我国神农架、华南地区中部和朝鲜半岛的泥炭湿地中水位较高的地带，常与其一起出现的有Difflugia oblonga type和Difflugia bacillifera等物种和类群，它们都是经常出现在泥炭地水位较高湿度较大的湿地中心或水洼地，因此，在古环境重建应用方面，九湖梨壳虫化石在沉积物中的出现可以反映极端湿润的古环境特征。

与其他微生物一样，大多数有壳变形虫具有全球分布的特点，没有明显的地理分布格局，但是近年来发现一些物种表现出空间分布的有限性特点。九湖梨壳虫目前仅发现于神农架大九湖、华南部分泥炭地和朝鲜半岛，初步推断很可能是东亚特有种，但是有壳变形虫的研究在很多地方尚是空白，需要开展大空间尺度的生态学调查，为该物种的生物地理学分布规律提供更多的数据支持。

致谢: 中国地质大学生物地质与环境地质国家重点实验室薛建涛博士，地球科学学院张光成、董永刚、杨鸿荣、田晓丽和张千帆等同学在野外采样及实验室工作给予的帮助，在此一并致谢。