研究人員對滅絕和活著的大象的完整基因組進行測序

一個國際研究團隊通過觀察世界上最具標志性的動物家族之一 - 大象及其親屬猛犸象和乳齒象 - 已經產生了數百萬年來最全面的進化圖片之一。

包括麥克馬斯特研究所，哈佛大學哈佛醫(yī)學院，烏普薩拉大學和波茨坦大學研究人員在內的科學家團隊對來自亞洲和非洲的生物和滅絕物種的14個基因組進行了細致的測序。兩個美國乳齒象，一頭有12萬年歷史的直齒象和一只哥倫比亞猛犸象。

這項發(fā)表在“美國國家科學院院刊”上的研究揭示了科學家稱之為非常復雜的歷史，其特點是廣泛的雜交。然而，他們警告說，這種行為幾乎在活著的大象中停止，增加了人們對地球上少數物種未來的擔憂。

“雜交可能有助于解釋為什么猛犸象在如此多樣化的環(huán)境中取得如此成功，并且在很長一段時間內，重要的是這些基因組數據也告訴我們生物學是混亂的，并且進化不會以有組織的線性方式發(fā)生，”進化遺傳學家說。 Hendrik Poinar，該論文的高級作者之一，McMaster古DNA中心主任和Michael G. DeGroote傳染研究所的首席研究員。

“對來自所有這些古代大象和乳齒象的全基因組數據的綜合分析，揭示了大象種群歷史的帷幕，揭示了我們以前根本不知道的復雜性，”他說。

例如，對古代直紋大象進行的詳細DNA分析表明，它是一種混合物，其遺傳組成部分來自古老的非洲象，猛犸象和現今的森林象。

“這是目前存在于任何物種中的最古老的高質量基因組之一，”德國波茨坦大學的邁克爾霍夫瑞特說，他是一位共同資深的作者，負責領導直翹大象的工作。

研究人員還發(fā)現了哥倫比亞和猛犸猛犸象之間雜交的進一步證據，這是Poinar及其團隊在2011年首次報道的。盡管它們的棲息地和大小各不相同，但研究人員認為，猛犸猛犸象在冰川邊緣遇到了哥倫比亞猛犸象。北美更溫和的生態(tài)交錯帶。

引人注目的是，科學家們發(fā)現世界上剩下的三個物種 - 森林和稀樹草原大象中的兩個沒有遺傳證據表明，盡管生活在鄰近的棲息地，它們在過去的50萬年中仍然生活在接近完全的隔離狀態(tài)。

“保護社區(qū)一直在爭論非洲大草原和森林大象是否是兩種不同的物種，”大衛(wèi)·賴希說，他是布羅德研究所的另一位共同資深作者，同時也是哈佛醫(yī)學院遺傳學系的教授。 (HMS)和霍華德休斯醫(yī)學研究所調查員。“我們的數據顯示這兩個物種已被隔離很長一段時間 - 使每個物種都具有獨立的保護狀態(tài)。”

研究人員說，密切相關的哺乳動物之間的雜交是相當普遍的，他們指的是棕熊和北極熊，蘇門答臘和婆羅洲猩猩以及歐亞金豺和灰狼的例子。物種可以被定義為一組可以成功繁殖和生產可育后代的類似動物。

“這篇論文是我們十多年前開始的一項重大舉措的產物，它不僅僅是大象基因組的正式報告。它將成為了解大象如何相互關聯(lián)的參考點。聯(lián)合資深作者Kerstin Lindblad-Toh是廣泛研究所的高級準成員，瑞典烏普薩拉大學生命科學實驗室主任，他說，這是其他物種群體可以進行類似研究的模型。

“對我們來說，調查結果非常令人驚訝，”HMS的博士后科學家Eleftheria Palkopoulou說。“大象種群關系無法通過簡單的分裂來解釋，為了解這些標志性物種的進化提供線索。”

研究人員建議，未來的工作應該探索將新的遺傳譜系引入大象種群(生物和古代)是否在其進化過程中發(fā)揮了重要作用，使它們適應新的棲息地和波動的氣候。

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